微生物礦化技術(shù)在大規(guī)模改良土體中的應(yīng)用綜述

黃飛

摘 要：微生物誘導(dǎo)方解石沉淀（Microbially Induced Calcite Precipitation， MICP）是指通過(guò)微生物的生命活動(dòng)誘導(dǎo)產(chǎn)生碳酸鈣沉淀。該過(guò)程可被用于土體改良，使微生物在土壤中產(chǎn)生碳酸鈣并黏結(jié)土顆粒，經(jīng)過(guò)生物處理的材料的機(jī)械性能和水力性能得到顯著提高。MICP技術(shù)已被用于邊坡穩(wěn)定、土體抗液化、海岸抗侵蝕、地基加固等領(lǐng)域的研究。該技術(shù)為傳統(tǒng)的土壤改良提供了一種環(huán)境友好的替代方法。然而，作為21世紀(jì)初興起的新技術(shù)，盡管在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模上其潛力得到廣泛的模擬和驗(yàn)證，但可以用來(lái)評(píng)估其性能并更大規(guī)模地了解其生化過(guò)程的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用仍很少。本文回顧了迄今為止出版的文獻(xiàn)中提供的主要的大規(guī)模應(yīng)用案例，并分析了大規(guī)模使用MICP時(shí)的局限性，同時(shí)考慮了為滿足行業(yè)需求應(yīng)改進(jìn)的技術(shù)內(nèi)容，以期對(duì)未來(lái)MICP技術(shù)在巖土界的大量應(yīng)用提供文獻(xiàn)借鑒。

關(guān)鍵詞：微生物礦化;土體改良;影響因素;大規(guī)模實(shí)施

中圖分類號(hào)：TU472文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2020）28-0095-07

Review on the Application of Microbial Mineralization

Technology in Large-scale Soil Improvement

HUANG Fei

（Research and Development Center of Transport Industry of Technologies and Equipments for Intelligent Design， Construction and Maintenance of Underwater Tunnel， Ministry of Transport， China Design Group Co. Ltd.，Nanjing Jiangsu 210014）

Abstract： Microbially Induced Calcite Precipitation （MICP） refers to calcium carbonate precipitation induced by the life activities of microorganisms. This process can be used for soil improvement， enabling microorganisms to produce calcium carbonate in the soil and bind soil particles， and the mechanical and hydraulic properties of the biologically treated materials are significantly improved. MICP technology has been used in the fields of slope stability， soil liquefaction resistance， coastal erosion resistance， and foundation reinforcement. This technology provides an environmentally friendly alternative to traditional soil improvement. However， as a new technology emerging in the early 21st century， although its potential has been extensively simulated and validated at the laboratory scale， there are still few field applications that can be used to evaluate its performance and understand its biochemical processes on a larger scale. This paper reviewed the main large-scale application cases provided in the literature published so far， analyzed the limitations of large-scale use of MICP， and considered the technical content that should be improved to meet the needs of the industry. It is hoped to provide references for the extensive application of future MICP technology in geotechnical fields.

Keywords： microbially induced calcite precipitation;soil improvement;influencing factors;large-scale implementatio

1 研究背景

傳統(tǒng)的土體改良技術(shù)主要分為兩種：第一，機(jī)械壓實(shí)或預(yù)壓，此法消耗能源，噪聲及揚(yáng)塵等污染較嚴(yán)重，同時(shí)處理深度較小;第二，注入水泥或其他化學(xué)藥品，此法使用的合成材料常對(duì)自然環(huán)境和人民健康有害[1-3]。微生物誘導(dǎo)方解石沉淀（MICP）是一種自然現(xiàn)象，地球上形成的方解石大部分由微生物產(chǎn)生。在MICP過(guò)程中，微生物生命代謝產(chǎn)生碳酸根離子，并且和周圍環(huán)境過(guò)量的鈣離子結(jié)合形成方解石晶體沉淀。目前，該技術(shù)已被應(yīng)用在多個(gè)領(lǐng)域：在巖土工程中，MICP發(fā)生在土體內(nèi)時(shí)，形成的這些晶體在土粒之間形成連接鍵，最終增加了土體的強(qiáng)度和剛度，起到改良土體的作用[4-6];生物礦化產(chǎn)生的礦物還可被用來(lái)降低土壤和巖石的滲透性，起到生物堵塞的作用，可用于堵塞泄漏，如垃圾填埋場(chǎng)或堤防等[7];在環(huán)境工程中，微生物礦化的目的是進(jìn)行生物修復(fù)，在最佳環(huán)境條件和充足營(yíng)養(yǎng)物存在下利用微生物代謝來(lái)破壞（生物降解）或轉(zhuǎn)化（生物轉(zhuǎn)化）污染物，可修復(fù)的污染物包括石油烴、重金屬和一些放射性元素等[8]。已有大量研究通過(guò)MICP將重金屬和微生物生成的碳酸根離子結(jié)合形成金屬碳酸鹽，從而降低有毒金屬的環(huán)境生物利用度，去除重金屬的效率為89.5%～100%[9-10]。

在本篇綜述中，將著重介紹微生物礦化技術(shù)在改良土體力學(xué)性能上的應(yīng)用，包括微生物礦化技術(shù)改良土體的具體原理、過(guò)程和影響因素等。另外，雖然微生物礦化技術(shù)改良土體的效果已在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了廣泛研究和認(rèn)證，但可以用來(lái)評(píng)估其性能并更大規(guī)模地了解其生化過(guò)程的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用仍很少[11]。本文列舉了一些大規(guī)模試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的案例，并分析了大規(guī)模使用MICP的局限性，以突出室內(nèi)研究與實(shí)踐之間的差距，同時(shí)進(jìn)一步考慮了若在行業(yè)內(nèi)大規(guī)模推廣時(shí)應(yīng)改進(jìn)的措施，以期對(duì)未來(lái)MICP技術(shù)在巖土界的大量應(yīng)用提供文獻(xiàn)借鑒。

2 MICP技術(shù)改良土體的基本理論和過(guò)程

生物礦化是微生物作用引起周圍環(huán)境的化學(xué)變化，導(dǎo)致方解石和相關(guān)礦物的沉淀。自然界中，微生物參與成礦的現(xiàn)象十分常見(jiàn)，例如，天然形成的白云石便是微生物主導(dǎo)作用的產(chǎn)物。通過(guò)生物礦化沉淀的方解石晶體主要是無(wú)機(jī)礦物，也包括少量必需的可以控制生物礦化過(guò)程的有機(jī)化合物，所得產(chǎn)品本質(zhì)上是復(fù)合材料，由礦物質(zhì)和有機(jī)成分組成[12]。生物礦物質(zhì)的形成通常涉及兩種機(jī)制：第一，生物控制礦化，礦物一般在細(xì)胞內(nèi)由微生物指導(dǎo)形成[13];第二，生物誘導(dǎo)的礦化，微生物在外界誘導(dǎo)因子的作用下產(chǎn)生特定代謝活動(dòng)，與外界交換物質(zhì)，獲取能量[14]。微生物誘導(dǎo)礦化是工程中廣泛使用的礦化類型。在目前的研究中，用于進(jìn)行這種MICP代謝活動(dòng)的微生物包括尿素水解類細(xì)菌、反硝化細(xì)菌、硫酸鹽還原菌、鐵還原細(xì)菌等[15-16]。就代謝及成礦能量而言，最有效的是尿素水解類細(xì)菌，該細(xì)菌通過(guò)自身產(chǎn)生的脲酶促進(jìn)對(duì)尿素的水解，產(chǎn)生的碳酸根進(jìn)一步和外加的鈣離子結(jié)合，形成碳酸鈣沉淀[17]，如式（1）、式（2）和圖1。

該反應(yīng)過(guò)程簡(jiǎn)單且易于控制，并且在不到24 h的時(shí)間內(nèi)就可以達(dá)到90%的方解石轉(zhuǎn)化效率[18]。文獻(xiàn)中報(bào)道最多的尿素水解類細(xì)菌是巴氏芽孢桿菌（ATCC 11859），它是一種嗜堿細(xì)菌，由于具有非常高的產(chǎn)脲酶能力，能在短時(shí)間內(nèi)水解大量尿素，并由于水解產(chǎn)物氨的產(chǎn)生而局部提高pH值，為碳酸鈣的沉淀提供良好的環(huán)境[19]。微生物礦化過(guò)程發(fā)生在土體中時(shí)，產(chǎn)生的方解石沉淀在顆粒與顆粒間形成連接鍵，導(dǎo)致孔隙減少和密實(shí)度增加，使土體的力學(xué)性能增強(qiáng)和改善，包括強(qiáng)度、剛度、滲透性和抗液化性等[6]。

向土體中引入礦化技術(shù)的方式有兩種。①通過(guò)外界因素誘導(dǎo)刺激，使土體中原本存在的有礦化潛力的微生物發(fā)揮作用，可以通過(guò)引入一些刺激礦化微生物發(fā)揮作用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和電子受體來(lái)實(shí)現(xiàn)，如碳、氮、磷或氧（以糖蜜的形式）。這種微生物誘導(dǎo)刺激方式是最優(yōu)選的，因?yàn)槔玫叵颅h(huán)境中本土的天然微生物，減少了外來(lái)微生物對(duì)生態(tài)環(huán)境破壞的風(fēng)險(xiǎn)，但同時(shí)也有一些缺陷，如微生物接受刺激并生長(zhǎng)一定會(huì)增加礦化實(shí)施時(shí)間，為了避免這一缺陷，眾多研究者選擇將本土微生物在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行刺激生長(zhǎng)并選擇分離，再進(jìn)一步擴(kuò)大培養(yǎng)后重新注入土體[21-22]。②向土體中引入事先選擇的并培養(yǎng)好的微生物，這種方法的缺陷在于：一是不確定是否會(huì)對(duì)原有微生物環(huán)境造成破壞;二是微生物生命脆弱，不確定實(shí)際的土壤環(huán)境是否會(huì)抑制引入微生物的生長(zhǎng)，并且由于掠食和競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致添加到自然土壤中的細(xì)菌數(shù)量迅速退化。盡管一些研究表明，通過(guò)處理土壤中已經(jīng)存在的細(xì)菌（土著微生物）可以克服這些挑戰(zhàn)。

微生物通常由灌漿的方式引入土體，主要包括三個(gè)主要步驟：第一，引入細(xì)菌懸浮液;第二，注入含有尿素和鈣離子的混合溶液;第三，通過(guò)沖洗回收副產(chǎn)物[23]。該技術(shù)的關(guān)鍵在于上述反應(yīng)溶液經(jīng)灌注后在土體內(nèi)分布的均勻性，其直接決定反應(yīng)生成的沉淀CaCO3結(jié)晶在土體內(nèi)的空間分布，若碳酸鈣沉淀均勻分布，則其對(duì)土體力學(xué)性質(zhì)改良效果顯著，反之亦然[24]。由于顆粒間孔隙的大小相對(duì)于微生物直徑（0.5～3 cm）較小時(shí)，微生物將會(huì)堵塞孔隙，阻斷滲流路徑，因此，對(duì)于黏土或淤泥等土質(zhì)，可以采用微生物懸浮液和養(yǎng)分與土壤攪拌混合的方式。此外，若反應(yīng)溶液濃度過(guò)高，在灌注過(guò)程中便快速反應(yīng)生成沉淀結(jié)晶，進(jìn)而堵塞滲流路徑，導(dǎo)致灌注不均勻。目前，也有研究利用表面活性劑增強(qiáng)細(xì)菌在土體中的傳遞，從而加強(qiáng)礦化效果的均勻性。

3 微生物礦化技術(shù)改良土體的影響因素

MICP技術(shù)是涉及生物、物理、化學(xué)和巖土等領(lǐng)域的交叉學(xué)科。在微生物誘導(dǎo)方解石沉淀過(guò)程中，眾多復(fù)雜因素影響著其最終的作用效果，包括反應(yīng)溶液（菌液、尿素和鈣源組成的混合液）濃度、脲酶活性、pH值、溫度、土體自身性質(zhì)等[25-26]。Rowshanbakht研究了細(xì)菌細(xì)胞濃度對(duì)生成的碳酸鈣晶體大小的影響，觀察到晶體的平均尺寸隨細(xì)菌細(xì)胞濃度的增加而增加，并且礦化后土體的強(qiáng)度也隨之增加[27];pH和溫度主要通過(guò)影響細(xì)胞活性、酶活性、反應(yīng)物成分的溶解度和電離常數(shù)等熱力學(xué)性質(zhì)而改變礦化過(guò)程中的成核作用和碳酸鈣晶體的生長(zhǎng)速率[28-29]。大量研究表明，在相對(duì)較低的溫度下，碳酸鈣晶體尺寸較大，尺寸分布更均勻，導(dǎo)致較高的土壤強(qiáng)度;而在較低的溫度下，盡管晶體尺寸較小，土壤強(qiáng)度較低，但抗風(fēng)蝕和抗?jié)B透性能比較強(qiáng)[30-31]。pH較高時(shí)，碳酸鈣過(guò)飽和能力較強(qiáng)，生成碳酸鈣的速度快，產(chǎn)量較大，但也因此具有較低的晶體尺寸，導(dǎo)致土體整體的強(qiáng)度性能降低。這些研究結(jié)果也表明，沉淀產(chǎn)物的數(shù)量多少不能直接反映其改良土體的效果，沉淀物的大小也很重要[32-33]。Soon等人研究了膠結(jié)液濃度對(duì)經(jīng)MICP處理的巖土力學(xué)性能的影響，分別利用0.25、0.5、1.0 mol/L的膠結(jié)溶液（尿素和鈣離子等摩爾比）在馬來(lái)西亞的熱帶雨林中固結(jié)一種低液限的殘留淤泥。該淤泥強(qiáng)度在使用0.25 mol/L的溶液時(shí)增加了26%～57%，在0.5 mol/L時(shí)增加了25%～69%，在1 mol/L時(shí)沒(méi)有明顯增強(qiáng)[34-35]。也有研究者指出，膠結(jié)溶液超過(guò)1 mol/L時(shí)，細(xì)菌的生長(zhǎng)和代謝可能受到抑制[36]。此外，土體自身性質(zhì)也將影響MICP礦化作用對(duì)土體的膠結(jié)效果。在礦化時(shí)，顆粒與顆粒之間形成的方解石晶體起到連接土顆粒的作用，被稱為有效晶體。當(dāng)土體的飽和度在20%左右時(shí)，由于土體的非飽和性質(zhì)，灌入的反應(yīng)物溶液在土顆粒表面形成彎液面，土顆粒相接處的液體最多，故碳酸鈣多形成在此處，構(gòu)成有效結(jié)晶的較多，MICP效果最好[37-39]。土體的顆粒粒徑也有影響，前述灌漿方式中提到的含有小于細(xì)菌大小的顆粒（如黏土）的土壤可能會(huì)阻止細(xì)菌在土壤基質(zhì)中自由流動(dòng)，導(dǎo)致碳酸鈣沉淀不均勻，但較大的顆粒（如粗砂、礫石等）由于具有較少的粒間接觸和較大孔隙，因此，大多數(shù)生成的碳酸鈣僅能覆蓋在粗顆粒表面而未能發(fā)展成足夠大的尺寸起到連接顆粒的作用，這也將削弱整體固化效率。一些研究人員表示，在MICP過(guò)程中，碳酸鈣沉積在土顆粒的接觸點(diǎn)處效果最佳，并且土顆粒接觸點(diǎn)數(shù)與土壤中的膠結(jié)效率呈正比[40]。Rowshanbakht等人也發(fā)現(xiàn)具有良好級(jí)配和較大相對(duì)密實(shí)度的沙土具有土顆粒接觸點(diǎn)，具有更好的膠結(jié)作用。在工程應(yīng)用中，通過(guò)壓實(shí)土來(lái)增加相對(duì)密度或改善土體級(jí)配可有效提高礦化效率[27]。

4 微生物礦化技術(shù)的大規(guī)模實(shí)施

為了驗(yàn)證MICP在現(xiàn)場(chǎng)條件下的有效性，研究者們先后進(jìn)行了一系列現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。2004年，Mujah等人首次在荷蘭鹿特丹港口區(qū)進(jìn)行了大規(guī)模嘗試，試驗(yàn)表明，MICP的應(yīng)用成功降低了砂質(zhì)材料的滲透性，并且具有長(zhǎng)久穩(wěn)定性[41]。2009年，VanPaassen等人逐步將MICP的試驗(yàn)試樣體積從1 m3（0.9 m×1.1 m×1 m）擴(kuò)大到100 m3。在1 m3規(guī)模的試驗(yàn)中，裝有沙子的容器側(cè)面設(shè)置有排水過(guò)濾器，菌懸液、尿素和氯化鈣試劑溶液以恒定流速注入試樣的中心;在100 m3的大規(guī)模試驗(yàn)中，試驗(yàn)人員在12 d內(nèi)向100 L裝有砂的大容器中注入100 m3含有尿素和氯化鈣的試劑溶液，最終將大型容器中的43 m3沙粒膠結(jié)在一起。雖然經(jīng)過(guò)MICP處理后砂土的強(qiáng)度顯著提高，然而該試驗(yàn)中沉淀的方解石在空間上分布不均勻[42]。2011年，Van Paassen進(jìn)行了另一項(xiàng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，以期找到一種解決沉淀不均勻的方案。在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試之前，先對(duì)3 m3大小的試樣進(jìn)行了室內(nèi)測(cè)試，對(duì)該試樣進(jìn)行水平定向鉆探證明試驗(yàn)成功后，進(jìn)而在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)地表以下3～20 m深度處的1 000 m 3土壤進(jìn)行大規(guī)模改良。該試驗(yàn)共用200 m3的菌懸液和300～600 m3的由尿素和氯化鈣組成的膠結(jié)溶液。試驗(yàn)時(shí)不斷抽取地下水，直到試驗(yàn)后銨濃度測(cè)量值等于初始值，泵送的水被轉(zhuǎn)移到當(dāng)?shù)氐膹U水處理廠。經(jīng)過(guò)MICP處理后的礫石層在鋪設(shè)天然氣管道的鉆井過(guò)程中保持穩(wěn)定，完好無(wú)塌陷[43]。2014年，De Jong開(kāi)發(fā)了一種三維處理方法，用以在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施MICP。該方法采用布點(diǎn)灌注法處理3 m×3 m×0.15 m區(qū)域內(nèi)的渥太華砂巖（見(jiàn)圖2）。從圖2可知，每個(gè)局部處理區(qū)域由一個(gè)位于目標(biāo)巖心的注入井和位于目標(biāo)處理區(qū)四個(gè)角落的生產(chǎn)井組成。該試驗(yàn)分為兩個(gè)階段：第一階段將30 L包含巴氏芽孢桿菌液和尿素的混合溶液循環(huán)灌注入土體，持續(xù)50 h;第二階段以高流速注入鈣源溶液，持續(xù)1 h，后靜置2 h。第二階段共包括兩種灌注方式：第一種灌注方式的循環(huán)方向與細(xì)菌的注入方向相同，而第二種灌注循環(huán)的方向則相反。使用兩種循環(huán)灌注方式可以防止在注入井處發(fā)生堵塞，即使在高活性微生物條件下，也可以實(shí)現(xiàn)均勻反應(yīng)[44]。2015年，Gomez等在加拿大薩斯喀徹溫省的某礦山進(jìn)行了一項(xiàng)現(xiàn)場(chǎng)研究，將MICP應(yīng)用在松散砂土表面，以防止松散砂土受到侵蝕。該試驗(yàn)使該區(qū)域28 cm深的土壤得到改良，形成了約2.5 cm厚的膠結(jié)硬殼，大大提高了抗侵蝕能力[45]。該試驗(yàn)中采用低、中、高三種菌液濃度，結(jié)果表明，與高濃度和中濃度相比，低濃度的菌液效果更佳。2016年，Esnault-Filet等成功地使用Biocalcis?在法國(guó)南部的橋臺(tái)加固中，Biocalcis?是早年法國(guó)承包商Soletanche-bachy開(kāi)發(fā)的工業(yè)化生物礦化工藝。該橋臺(tái)加固應(yīng)用中，在橋臺(tái)3 m的高度范圍內(nèi)，大約每15 cm便在約5 m寬度的水平區(qū)域內(nèi)插入3條約6 m的注漿管道，在注入?yún)^(qū)的底部設(shè)有排水管，總的處理區(qū)域大約有90 m3（3 m×6 m×5 m）。加固后的橋臺(tái)通過(guò)原位取芯和壓力測(cè)試進(jìn)行評(píng)估后證實(shí)可行[46]。

5 現(xiàn)存的缺陷和改進(jìn)措施

MICP若要成為巖土界改良土體的有效手段，仍需克服以下幾項(xiàng)不足。第一，副產(chǎn)物。銨和硝酸鹽是尿素水解的副產(chǎn)物，產(chǎn)生的這些高濃度物質(zhì)會(huì)對(duì)人體健康、植被、大氣氮沉積等產(chǎn)生毒害作用，最終導(dǎo)致陸地生態(tài)系統(tǒng)遭受富營(yíng)養(yǎng)化和酸化[47]。因此在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施MICP技術(shù)時(shí)，必須設(shè)置這些副產(chǎn)物的沖洗和滲濾液收集裝置，通過(guò)不斷沖洗，直到電導(dǎo)率和銨濃度恢復(fù)到初始值為止，收集的不達(dá)標(biāo)廢水應(yīng)統(tǒng)一運(yùn)送至水處理廠處置，以遵守環(huán)境法律及規(guī)范。一些作者還建議將這些富含氨的廢水作為植物肥料再利用[14]。第二，成本。MICP技術(shù)非常耗材，因?yàn)榇蠹s每1 m3的沙子可能需要約88 kg的CaCl2和96 kg的尿素，才能在每千克沙子中產(chǎn)生75～100 g的碳酸鈣沉淀，這將可能要花費(fèi)41美元/m3。就大規(guī)模實(shí)施而言，鈣源和尿素的成本高于傳統(tǒng)水泥，并且由于未廣泛推廣，該工藝缺乏標(biāo)準(zhǔn)的工藝流程和指標(biāo)，如注漿流速、次數(shù)、濃度等控制MICP成功的關(guān)鍵參數(shù)都必須在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行分析，然后再升級(jí)到現(xiàn)場(chǎng)規(guī)模，這無(wú)疑會(huì)增加應(yīng)用成本。此外，注水井和抽水井也是成本中不可忽略的一部分。根據(jù)最終需要產(chǎn)生的CaCO3的量，在飽和土體中進(jìn)行MICP處理（材料，設(shè)備和安裝）的總成本為25～75美元/m3。有學(xué)者因此提出采用含有這些反應(yīng)物成分的自然資源代替，例如，海水資源豐富的地區(qū)可引入富含鈣、鎂離子的海水代替CaCl2，采用糞便等動(dòng)物排泄物代替尿素及采用秸稈等為微生物提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等[48-49]?，F(xiàn)在已有學(xué)者構(gòu)建了礦化過(guò)程模型，以期通過(guò)數(shù)值計(jì)算模擬預(yù)期效果而減少前期試驗(yàn)成本。第三，可行性。使用MICP土壤改良技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于，其對(duì)土體的自然結(jié)構(gòu)不會(huì)造成干擾。這是因?yàn)橄鄬?duì)于傳統(tǒng)的水泥等灌漿技術(shù)，微生物菌液和膠結(jié)溶液黏著力小，利用較小的壓力即可將反應(yīng)物溶液注入土體中。但在實(shí)施過(guò)程中，需要不斷監(jiān)測(cè)礦化過(guò)程，以保證其工程質(zhì)量及環(huán)境安全達(dá)標(biāo)，并決定是否需要進(jìn)一步處理。第四，長(zhǎng)期穩(wěn)定性。在相對(duì)堿性的條件下，預(yù)計(jì)MICP可以維持50年以上的耐久性，并且可以偶爾通過(guò)重新處理加固以延長(zhǎng)其使用壽命[50-53]。此外，酸雨侵蝕測(cè)試的研究表明，土體在酸雨條件也沒(méi)有發(fā)生較嚴(yán)重侵蝕，Cheng用12 L的酸雨，相當(dāng)于5年（1 000 mm/年）降雨量沖刷改良后沙柱（每克砂中有0.1～0.105 g生成的碳酸鈣），其重量?jī)H減少了0.7 g[37]。然而，MICP技術(shù)改良后土體的長(zhǎng)期穩(wěn)定性還需根據(jù)具體實(shí)施場(chǎng)地的環(huán)境因素進(jìn)行更多的評(píng)估認(rèn)證，如溫度、pH、風(fēng)蝕、水蝕等[54]。

6 結(jié)論

在過(guò)去的15年中，基于微生物礦化的土壤改良技術(shù)得到了廣泛研究，無(wú)數(shù)結(jié)果證明了該技術(shù)在解決巖土工程問(wèn)題方面的適用性。但現(xiàn)在大量研究仍處于實(shí)驗(yàn)室規(guī)模，若要將該技術(shù)發(fā)展為解決巖土問(wèn)題的重要手段，今后研究需要集中在現(xiàn)場(chǎng)條件的測(cè)試和數(shù)值建模上，并在可持續(xù)性、成本、效果、可行性等方面考慮實(shí)際需求，以使該技術(shù)得到跨越式發(fā)展和應(yīng)用。

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