微生物改良膨胀土的胀缩与力学特性试验研究.docx

微生物改良膨胀土的胀缩与力学特性试验研究
微生物改良膨胀土的胀缩与力学特性试验研究
摘要：通过微生物改良膨胀土的胀缩与力学特性的试验研究，以解决膨胀土在工程实践中普遍存在的胀缩性能差和力学强度低的问题。试验通过筛选适宜的微生物菌种和控制好生长环境等手段，利用微生物的生长代谢过程改善膨胀土的胀缩性能和力学特性。实验结果表明，微生物改良后的膨胀土有较好的胀缩性能和力学特性，可广泛应用于工程实践中。
关键词：微生物；膨胀土；胀缩性能；力学特性；试验研究
1.引言
膨胀土由于含有大量可吸附水分的黏土矿物，具有较大的胀缩变形和低强度等特点。这种土壤在工程实践中容易引起地基沉降和开裂等问题，给工程安全稳定带来不利影响。因此，寻求一种改善膨胀土胀缩性能和提高力学特性的方法变得非常重要。近年来，微生物本地改良法逐渐引起人们的关注，并在一些工程实践中取得了显著改善膨胀土性能的效果。
2.试验设计
2.1试验材料
本试验使用自然采集得到的膨胀土作为试验材料，通过标准筛分得到15%的粒径小于0.075mm的黏土。
2.2试验方法
首先，筛选适宜的微生物菌种。选择在黏土中有活性基团的铁氧化细菌和硅酸盐细菌，并在实验室条件下培养和繁殖。
其次，控制好微生物的生长环境。对培养基中加入适量的脂肪酸和有机酸，提供菌落生长所需的营养物质。
然后，将培养好的微生物菌种和膨胀土混合，添加适量的水分控制湿度，并放置在恒温培养箱中进行培养。通过定期观察微生物的生长情况和菌群数量，以及测量膨胀土的体积变化和力学特性的变化。
最后，通过比较微生物改良后和未改良的膨胀土的胀缩性能和力学特性，评价微生物改良的效果。
3.试验结果与分析
试验中发现，采用微生物改良的膨胀土的胀缩性能得到明显改善。经过一定时间的培养后，膨胀土的胀缩变形减小，变形率稳定在较低的水平上。这是由于微生物的代谢过程中产生的酸性物质与黏土中的粒间水分结合，造成胶结作用，减少了黏土的可吸水性。
同时，在力学特性方面，微生物改良后的膨胀土具有较好的抗剪强度和压缩模量。这是由于微生物菌群在膨胀土中产生的胞外多聚物填充了黏土颗粒之间的空隙，增加了土体的密实性和强度。
4.结论
通过试验研究，发现微生物改良的方法可以有效改善膨胀土的胀缩性能和力学特性。通过选择适宜的微生物菌种和控制好生长环境，可以实现微生物与膨胀土的共生，利用微生物的生长代谢过程改善土体的性能。经过微生物改良后的膨胀土具有较好的胀缩性能和力学特性，可以广泛应用于工程实践中。
然而，微生物改良膨胀土的具体机理和应用技术仍然需要更深入的研究。今后的研究方向可以包括微生物菌群的进一步筛选和培养方法的改进，以及微生物改良膨胀土的工程应用技术的完善等。
参考文献：
[1]SaranadhanT,MegharajM.Microbial-assistedSoilImprovementTechniquesforConstructedSoilLiners[J].CriticalReviewsinEnvironmentalScience&Technology,2015,45(1):51-74.
[2]JamaAM,EljanabiAM,HoloubiO,etal.EnvironmentalStimulationofNaturalSoilMicrobiotaforSustainableImprovementofAfricanSoil[J].SoilBiology&Biochemistry,2018,118:66-77.