1. 研究目的与意义
随着人口急剧增加以及城镇化进程的加快，民用基础建设的需求量也快速增长． 建设用地资源十分有限，这就需要对不满足地基要求的土体进行加固，传统加固土体方法一般利用大型机械和人工合成材料。机械压实法消耗大量的人力物力，对土体扰动大，破坏土体原有结构，对周边环境影响较大，而且仅仅在有限的深度范围内具有较好的实用性。人工合成材料灌浆除了硅酸钠之外其余化学浆材都是有毒的，给环境带来的隐患 令人担忧，同时对人民的生命健康造成威胁。因此，国内外学者纷纷投身研究开发一种环境友好型、绿色可持续发展的新型胶凝材料运用于土体加固。
近些年来，交叉学科之间的融合在处理一些前沿问题上展现出了强大的竞争力，随着微生物学、地球化学、土木工程等交叉学科的发展合作，微生物诱导碳酸钙沉淀技 术(microbial induced calcite precipitation，MICP)开始逐步应用于建筑工程领域。
微生物诱导碳酸钙沉积技术是一种能有效改善不良土体力学性能的新兴技术，该技术对工程扰动小、绿色环保、反应过程可控，具有极大的研究价值和广阔的应用前景。大量研究表明该技术固化砂性土的效果可受到多种因素的影响。可得然胶是一种大分子多糖，具有良好的生物相容性，本实验以可得然胶作为MICP的添加物质，考察其不同浓度对巴氏芽孢杆菌固结砂土过程的强化作用，以期该方法可以更好地应用于岩土工程领域。
2. 研究内容和预期目标
研究内容：
（1）巴氏芽孢菌液与矿化胶结液加固标准砂实验：考察适宜的菌液浓度，胶结液浓度和比例，灌浆时间等；
（2）不同可得然胶浓度添加对细菌诱导碳酸盐沉淀过程的动力学影响：pH,脲酶活性，尿素浓度，钙浓度随时间的变化；
（3）不同可得然胶浓度添加对细菌诱导碳酸盐沉淀固结砂土的影响；
（4）对砂柱进行表征：无侧限抗压强度测试，碳酸钙生成量测定，微观结构分析
3. 研究的方法与步骤
本实验利用注射器灌浆的方法，设置四个浓度可得然胶和一个空白对照，通过加入不同浓度的可得然胶研究细菌诱导碳酸盐沉淀固结砂土的影响，同时在实验过程中还需探索察适宜的菌液浓度，胶结液浓度和比例，灌浆时间等。
1.菌液制备：实验选用NB培养基加入尿素来培养巴氏芽孢杆菌，30℃摇床活化20h，测量OD600；
2.胶结液制备：氯化钙提供钙源，尿素提供碳源，氯化钙和尿素按摩尔浓度比为1：1的混合；
4. 参考文献
1. Nawarathna, T.H.K., K. Nakashima, M. Fujita, M. Takatsu, and S. Kawasaki, Effects of cationic polypeptide on CaCO3 crystallization and sand solidification by microbial-induced carbonate precipitation. ACS Sustainable Chemistry amp; Engineering, 2018. 6(8): 10315-10322.
2. 许鹏旭，温智力，杨司盟，刘志明，冷勐，彭劼, 不同颗粒尺寸条件下MICP 固化砂土的试验研究. 高校地质学报, 2021. 27(6): p. 738-745.
3. Song, M., T. Lan, Y. Meng, T. Ju, Z. Chen, P. Shen, Y. Du, Y. Deng, S. Han, and J. Jiang, Effect of microbially induced calcium carbonate precipitation treatment on the solidification and stabilization of municipal solid waste incineration fly ash (MSWI FA) - Based materials incorporated with metakaolin. Chemosphere, 2022. 308(1): 136089.
5. 计划与进度安排
1、2024.12.19~2024.1.8
查阅文献，确定课题内容框架；学习巴氏芽孢杆菌培养的基本操作。
2、2024.1.9-2024.3.5
完成文献翻译。调研大量文献，完成开题报告。设计实验方案并完成预实验。
3、2024.3.6-2024.5.7
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