CN114737557A - 一种膨胀土的微生物生态改性方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及环境岩土工程领域，尤其涉及一种膨胀土的微生物生态改性方法；所述方法包括：分别得到待改性的膨胀土和巴氏芽孢八叠球菌菌液；将尿素和钙盐进行混合，得到胶结液；将巴氏芽孢八叠球菌菌液和胶结液按照预设体积比进行混合，后加入到待改性的膨胀土中进行拌和，得到试样；将试样进行养护，得到绿色环保的改性膨胀土；通过采用巴氏芽孢八叠球菌，能够将尿素源源不断的水解成NH⁴⁺和CO₃ ^2‑，同时膨胀土中以及加入的CaCl₂中的Ca²⁺源源不断的吸引在菌体表面，Ca²⁺和CO₃ ^2‑在菌体表面结合并形成碳酸钙晶体，增强膨胀土的土体强度，同时反应体系中剩余的NH⁴⁺和Ca²⁺分别通过中和负电荷和替换阳离子的作用，能够降低膨胀土的膨胀性。

Description

一种膨胀土的微生物生态改性方法

技术领域

本申请涉及环境岩土工程领域，尤其涉及一种膨胀土的微生物生态改性方法。

背景技术

膨胀土是在地质作用下自然形成的多裂隙，且有显著胀缩特性的黏性土，因其含有较多蒙脱石和伊利石等亲水矿物，所以对水十分敏感。在土木水利工程中也经常遇到，造成很多基础设施的破坏，因此也被称为“灾害土”。

因此在目前的针对环境岩土工程方向，需要先将膨胀土进行改良，而目前改良的方法主要有物理改良法和化学改良法两种，其中，物理改良方法包括主要是在膨胀土中掺入一定比例的纤维或风化砂，可以提高土体强度，减小膨胀量，但是工程消耗较大；化学改良法主要有石灰、水泥或碱渣等材料，通过硬凝作用可以保持长期的稳定性，膨胀性改善效果较好；但是无论物理改良方法或者化学改良方法，都需要进行改良剂的生产，而改良剂的生产过程是高耗能过程，并且生产过程所产生的二氧化碳是导致全球变暖的因素之一，同时使用改良的土体多存在劣化土壤生态环境、边坡生态复绿工作难度大等问题，将造成一些不可逆的生态问题。

因此如何在绿色环保的前提下对膨胀土的膨胀特性进行有效的改善，是目前亟需解决的技术问题。

发明内容

本申请提供了一种膨胀土的微生物生态改性方法，以解决现有技术中对膨胀土的膨胀特性难以在绿色环保的前提进行的技术问题。

第一方面，本申请提供了一种膨胀土的微生物生态改性方法，所述方法包括：

分别得到待改性的膨胀土和巴氏芽孢八叠球菌菌液；

将尿素和钙盐进行混合，得到胶结液；

将所述巴氏芽孢八叠球菌菌液和所述胶结液按照预设体积比进行混合，后加入到待改性的所述膨胀土中进行拌和，得到试样；

将所述试样进行养护，得到绿色环保的改性膨胀土；

其中，所述预设体积比包括所述巴氏芽孢八叠球菌菌液的体积：所述胶结液的体积＝0.5～1.5∶2.5～3.5。

可选的，所述尿素的摩尔浓度和所述钙盐中钙离子的摩尔浓度之比为1∶1.5～2。

可选的，所述尿素的摩尔浓度和所述钙盐中钙离子的摩尔浓度之比为1∶1.5或1∶2。

可选的，所述将所述巴氏芽孢八叠球菌菌液和所述胶结液按照预设体积比进行混合，后加入到待改性的所述膨胀土中进行拌和，得到试样，具体包括：

得到标准膨胀土和标准膨胀土的最优含水率；

将所述预设体积比进行选取，得到选取体积比；

将所述巴氏芽孢八叠球菌菌液和所述胶结液按照所述选取体积比加入到标准膨胀土中，后进行拌和，得到拌和膨胀土；

将所述拌和膨胀土进行检测，得到拌和膨胀土的含水率；

根据拌和膨胀土的所述含水率和所述选取体积比，绘制含水率和选取体积比的标准曲线；

根据所述标准曲线和标准膨胀土的所述最优含水率，确定所述预设体积比的最适体积比；

根据所述最适体积比，将所述巴氏芽孢八叠球菌菌液和所述胶结液加入到待改性的所述膨胀土中进行拌和，得到试样。

可选的，所述选取包括以3～5组预设体积比为标准进行选取。

可选的，所述标准膨胀土的粒径≤2mm。

可选的，所述巴氏芽孢八叠球菌菌液和所述胶结液的体积之比为1∶3。

可选的，所述拌和的时间为10min～30min。

可选的，所述养护的温度为30℃～35℃，所述养护的湿度为80％～90％，所述养护的时间为3d～7d。

可选的，所述待改性的膨胀土的粒径≤2mm。

本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本申请实施例提供的一种膨胀土的微生物生态改性方法，通过采用巴氏芽孢八叠球菌，利用其能够新陈代谢分泌出能够水解尿素的脲酶，从而能够将尿素源源不断的水解成NH⁴⁺和CO₃ ^2-，由于巴氏芽孢八叠球菌的菌体表面带有负电荷，因此能够将膨胀土中以及加入的CaCl₂中的Ca²⁺源源不断的吸引在菌体表面，而此时CO₃ ^2-在菌体表面形成，因此Ca²⁺和CO₃ ^2-在菌体表面结合并形成具有胶结作用的碳酸钙晶体，利用碳酸钙晶体析出，增强膨胀土的土体强度，进而能够改善土壤，同时反应体系中剩余的NH⁴⁺和Ca²⁺分别通过中和负电荷和替换阳离子的作用，能够有效的改变膨胀土的颗粒之间的化学键和减弱颗粒之间的排斥作用，进而降低膨胀土的膨胀性。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的方法的详细流程示意图；

图3为本申请实施例提供的方法的机理原理图；

图4为本申请实施例提供的改良前后自由膨胀率随反应液体积的变化情况图；

图5为本申请实施例提供的含水率和选取体积比的标准曲线图；

图6为本申请实施例提供的改良前后膨胀率随时间的变化情况图；

图7为本申请实施例提供的改良前后体膨胀率和膨胀含水率对比情况图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的创造性思维为：微生物岩土技术是目前岩土工程最具革新性的技术领域之一，众多学者利用微生物矿化作用来改善岩土体性能，且效果显著，被利用最多的矿化技术是MICP，即微生物诱导碳酸钙沉淀技术，利用微生物自身新陈代谢产生能水解尿素的脲酶，提供充足钙源后即可得到具有胶结作用的碳酸钙，可作为一种新颖的生物胶凝材料--微生物水泥。

在本申请一个实施例中，如图1所示，提供一种膨胀土的微生物生态改性方法，所述方法包括：

S1.分别得到待改性的膨胀土和巴氏芽孢八叠球菌菌液；

S2.将尿素和钙盐进行混合，得到胶结液；

S3.将所述巴氏芽孢八叠球菌菌液和所述胶结液按照预设体积比进行混合，后加入到待改性的所述膨胀土中进行拌和，得到试样；

S4.将所述试样进行养护，得到绿色环保的改性膨胀土；

其中，所述预设体积比包括所述巴氏芽孢八叠球菌菌液的体积：所述胶结液的体积＝0.5～1.5∶2.5～3.5。

本申请实施例中，预设体积比包括巴氏芽孢八叠球菌菌液的体积：胶结液的体积＝0.5～1.5∶2.5～3.5的积极效果是在该体积比的预设体积比范围内，能有效的保证巴氏芽孢八叠球菌分解产生的NH⁴⁺和CO₃ ^2-，同胶结液和待改善膨胀土中的Ca²⁺反应完全，保证生成充足的碳酸钙晶体，同时保证NH⁴⁺和Ca²⁺分别通过中和负电荷和替换阳离子，能够有效的改变膨胀土的颗粒之间的化学键和减弱颗粒之间的排斥作用，进而降低膨胀土的膨胀性；当体积之比的取值大于该范围的端点最大值，将导致菌液的含量过大，将稀释NH⁴⁺和CO₃ ^2-的浓度，从而无法保证碳酸钙晶体的产生，当体积之比的取值小于该范围的端点最小值，将导致菌液的含量过低，无法保证产生充足的脲酶，从而无法保证尿素被分解而产生足够多的NH⁴⁺和CO₃ ^2-，同时也无法保证碳酸钙结晶的生成充足。

在一些可选的实施方式中，所述尿素的摩尔浓度和所述钙盐中钙离子的摩尔浓度之比为1∶1.5～2。

本申请实施例中，尿素的摩尔浓度和钙盐中钙离子的摩尔浓度之比为1∶1.5～2的积极效果是在该摩尔浓度比的范围内，能有效的保证巴氏芽孢八叠球菌分解尿素产生的CO₃ ^2-和钙盐中Ca²⁺的量相匹配从而形成碳酸钙结晶，再利用结晶的析出，有效的改善膨胀土的强度，同时保证NH⁴⁺和Ca²⁺分别通过中和负电荷和替换阳离子，能够有效的改变膨胀土的颗粒之间的化学键和减弱颗粒之间的排斥作用，进而降低膨胀土的膨胀性；当摩尔浓度之比的取值大于或小于该范围的端点值，都将导致尿素被分解产生的CO₃ ^2-和钙盐中Ca²⁺的量相匹配，进而无法保证形成充足的碳酸钙结晶。

在一些可选的实施方式中，所述尿素的摩尔浓度和所述钙盐中钙离子的摩尔浓度之比为1∶1.5或1∶2。

本申请实施例中，尿素的摩尔浓度和钙盐中钙离子的摩尔浓度之比为1∶1.5或1∶2的积极效果是在该摩尔浓度比的范围内，能进一步有效的保证巴氏芽孢八叠球菌分解尿素产生的CO₃ ^2-和钙盐中Ca²⁺的量相匹配从而形成碳酸钙结晶，再利用结晶的析出，有效的改善膨胀土的强度，同时保证NH⁴⁺和Ca²⁺分别通过中和负电荷和替换阳离子的方式，能够进一步有效的改变膨胀土的颗粒之间的化学键和减弱颗粒之间的排斥作用，进而降低膨胀土的膨胀性；当摩尔浓度之比的取值大于或小于该范围的端点值，都将导致尿素被分解产生的CO₃ ^2-和钙盐中Ca²⁺的量相匹配，进而无法保证形成充足的碳酸钙结晶。

在一些可选的实施方式中，如图2所示，所述将所述巴氏芽孢八叠球菌菌液和所述胶结液按照预设体积比进行混合，后加入到待改性的所述膨胀土中进行拌和，得到试样，具体包括：

S31.得到标准膨胀土和标准膨胀土的最优含水率；

S32.将所述预设体积比进行选取，得到选取体积比；

S33.将所述巴氏芽孢八叠球菌菌液和所述胶结液按照所述选取体积比加入到标准膨胀土中，后进行拌和，得到拌和膨胀土；

S34.将所述拌和膨胀土进行检测，得到拌和膨胀土的含水率；

S35.根据拌和膨胀土的所述含水率和所述选取体积比，绘制含水率和选取体积比的标准曲线；

S36.根据所述标准曲线和标准膨胀土的所述最优含水率，确定所述预设体积比的最适体积比；

S37.根据所述最适体积比，将所述巴氏芽孢八叠球菌菌液和所述胶结液加入到待改性的所述膨胀土中进行拌和，得到试样。

本申请实施例中，通过采用分组选取的方式，利用巴氏芽孢八叠球菌菌液和胶结液的体积之比，通过体积之比的变化，对应的标准膨胀土的含水率，从而能得到最适的体积之比，进而能保证巴氏芽孢八叠球菌菌液和胶结液之间相互作用，保证膨胀土的强度的同时降低膨胀土的膨胀性，从而保证对膨胀土的改性完全。

在一些可选的实施方式中，所述选取包括以3～5组预设体积比为标准进行选取。

本申请实施例中，选取包括以3～5组预设体积比为标准进行选取的积极效果是在该预设体积比的分组数量范围内，能保证后续筛选和绘制的标准曲线的准确，从而保证巴氏芽孢八叠球菌菌液和胶结液之间相互作用，进而能保证膨胀土的强度的同时降低膨胀土的膨胀性。

在一些可选的实施方式中，所述标准膨胀土的粒径≤2mm。

本申请实施例中，标准膨胀土的粒径≤2mm的积极效果是在该粒径范围内，能保证膨胀土在巴氏芽孢八叠球菌菌液和胶结液之间相互作用的条件下，能被充分改性，同时也能方便含水率的测量，保证含水率和预设体积比的对应关系的准确，进而方便对最适体积比的确定。

在一些可选的实施方式中，所述巴氏芽孢八叠球菌菌液和所述胶结液的体积之比为1∶3。

本申请实施例中，巴氏芽孢八叠球菌菌液和胶结液的体积之比为1∶3的积极效果是，在该确定体积比的条件下，能有效的保证巴氏芽孢八叠球菌充分分解产生的NH⁴⁺和CO₃ ^2-，同胶结液和待改善膨胀土中的Ca²⁺反应完全，从而保证充足的碳酸钙晶体的生成，同时保证NH⁴+和Ca²⁺分别通过中和负电荷和替换阳离子，能够有效的改变膨胀土的颗粒之间的化学键和减弱颗粒之间的排斥作用，进而降低膨胀土的膨胀性；当体积之比的取值大于该范围的端点最大值，将导致菌液的含量过大，将稀释NH⁴⁺和CO₃ ^2-的浓度，从而无法保证碳酸钙晶体的产生，当体积之比的取值小于该范围的端点最小值，将导致菌液的含量过低，无法保证产生充足的脲酶，从而无法保证尿素被分解而产生足够多的NH⁴⁺和CO₃ ^2-，同时也无法保证碳酸钙结晶的生成充足。

在一些可选的实施方式中，所述拌和的时间为10min～30min。

本申请实施例中，拌和的时间为10min～30min的积极效果是在该时间范围内，能有效的保证巴氏芽孢八叠球菌菌液、胶结液和膨胀土或巴氏芽孢八叠球菌菌液、胶结液和标准膨胀土之间的混合充分，从而保证对膨胀土的改性完全，或者提高预设体积比和标准膨胀土之间的混合充分；当时间的取值大于或小于该范围的端点值，都将导致各物料的混合效果。

在一些可选的实施方式中，所述养护的温度为30℃～35℃，所述养护的湿度为80％～90％，所述养护的时间为3d～7d。

本申请实施例中，养护的温度为30℃～35℃的积极效果是在该温度范围内，能保证拌合后的试样内各物料充分反应，同时保证巴氏芽孢八叠球菌菌液分解产生脲酶在最适温度内；当温度的取值大于或小于该范围的端点值，都将导致巴氏芽孢八叠球菌菌液分解产生脲酶的速度和产量受到影响。

养护的湿度为80％～90％的积极效果是在该湿度范围内，能保证养护过程中水分的合适，从而保证试样内各物料反应完全，同时保证脲酶产生的速度在适宜的范围内；当湿度的取值大于或小于该范围的端点值，都将导致脲酶产生的速度受到影响。

养护的时间为3d～7d的积极效果是在该时间范围内，能保证试样内各物料反应完全，同时保证脲酶产生的量足够；当时间的取值大于或小于该范围的端点值，都将导致脲酶产生受到影响。

在一些可选的实施方式中，所述待改性的膨胀土的粒径≤2mm。

本申请实施例中，膨胀土的粒径≤2mm的积极效果是在该粒径范围内，能保证膨胀土在巴氏芽孢八叠球菌菌液和胶结液之间相互作用的条件下，能被充分改性，同时也能方便含水率的测量，保证含水率和预设体积比的对应关系的准确，进而方便对最适体积比的确定。

实施例1

一种膨胀土的微生物生态改性方法，其机理如图3所示，包括：

S1.将引江济淮弱膨胀土和中膨胀土，以及邯郸强膨胀土分别过2mm筛并烘干备用，得到待改性的膨胀土，再得到产脲酶能力和适应环境能力较强的巴氏芽孢八叠球菌菌液，其中，所用的巴氏芽孢八叠球菌可以在碱性环境(pH＝7-13)和温度变化大(15℃～60℃)的地区生存；

S2.将尿素和钙盐按照预设摩尔浓度进行混合，得到胶结液；

S3.将巴氏芽孢八叠球菌菌液和胶结液按照预设体积比进行混合，后加入到待改性的膨胀土中进行拌和，得到试样；

S4.将试样进行养护，得到绿色环保的改性膨胀土；

其中，引江济淮弱膨胀土、引江济淮中膨胀土和邯郸强膨胀土的基本性质参数如表1所示；

表1强、中、弱膨胀土基本性质参数表

巴氏芽孢八叠球菌菌液和胶结液的混合得到反应液体积具体参数如表2所示；

表2反应液体积分布情况表

土样	反应液体积/mL
		邯郸强膨胀土	32、44、56、68、80
引江济淮中膨胀土	20、30、40、50、60
		引江济淮弱膨胀土	10、20、30、40

预设体积比包括巴氏芽孢八叠球菌菌液的体积∶胶结液的体积＝1∶3。

尿素的摩尔浓度和钙盐中钙离子的摩尔浓度之比为1∶1.5。

拌和的时间为10min～30min。

养护的温度为32℃，养护的湿度为85％，养护的时间为3d。

实施例2

将实施例2和实施例1相对比，实施例2和实施例1的区别在于：

S31.得到引江济淮中膨胀土和引江济淮中膨胀土的最优含水率；

S32.将预设体积比进行选取，得到选取体积比；

S33.将巴氏芽孢八叠球菌菌液和胶结液按照选取体积比加入到引江济淮中膨胀土中，后进行拌和，得到拌和膨胀土；

S34.将拌和膨胀土进行检测，得到拌和膨胀土的含水率；

S35.根据拌和膨胀土的含水率和选取体积比，绘制含水率和选取体积比的标准曲线，其中，具体步骤如下：

S511.取同一批次培养的菌液(保证菌液活性和浓度一致)，配置所需浓度的胶结液，准备四份100g标准膨胀土的烘干土；

S512.选择20mL、24mL、28mL和32mL四个水平的反应液体积，按反应液中巴氏芽孢八叠球菌菌液的体积∶胶结液的体积＝1∶3分别量取所需的菌液和胶结液；

S513.将量取的菌液和胶结液混合，分别加入准备的四组烘干土中，拌和均匀，得到土料；

S514.将制备的土料放入恒温恒湿箱中，在温度32℃和湿度85％的条件下，养护3d；

S515.养护完成后，分别测定每份土料的含水率，绘制各组试验下所选取的反应液体积和含水率之间的曲线。

如图5所示，标准曲线为y＝0.85273x(v是含水率，x是反应液体积，R²＝0.9994)，同时确定采用224.8mL的巴氏芽孢八叠球菌菌液和胶结液的混合液，所得到的土壤含水率为21％±1％，最接近最优含水率21％；

S36.根据标准曲线和标准膨胀土的最优含水率，确定预设体积比的最适体积比；

S37.根据最适体积比，将巴氏芽孢八叠球菌菌液和胶结液加入到待改性的膨胀土中进行拌和，得到干密度为1.58g/cm³、直径61.8mm和高20mm的环刀样试样。

尿素的摩尔浓度和钙盐中钙离子的摩尔浓度之比为1∶2。

对比例1

将对比例1和实施例2相对比，对比例1和实施例2的区别在于：

不加入巴氏芽孢八叠球菌菌液和胶结液。

相关实验：

分别对实施例1所得的改性膨胀土进行自由膨胀率试验，对实施例2和对比例1所得的膨胀土进行无荷膨胀率试验，结果如图4至图7所示。

相关实验的测试方法：

自由膨胀率试验：根据《土工试验方法标准》GB/T50123-2019进行。

无荷膨胀率实验：

(1)采用WZ-2型膨胀仪，检查膨胀仪各部分是否完整，取下透水石埋在相同含水率的土中1h，去除清理干净放入仪器盒中；

(2)环刀刀口向下放在透水石上，使试样底面于透水石顶面密切接触，然后用压环固定好试样，将有空盖板放在试样顶面，安装好百分表对准中心，记录初始读数；

(3)向水盒中缓慢注水，使水自下而上进入试样，保持水面始终高出试样表面5mm，按5min、10min、20min、30min、1h、2h、3h、6h、12h记录读数。

(4)当6h内变形不大于0.01mm，试验结束，吸去容器中的水，取出试样，测其含水率。

无荷膨胀率的计算方法：

(1)根据公式(I)计算任一时间的无荷膨胀率，公式(I)如下所示：

式中：δ_t——时间t时的无荷膨胀率(％)；

Z₀——试验开始时量表读数(mm)；

Z_t——时间t时量表读数(mm)；

h₀——试样初始高度(mm)，h₀＝20mm。

(2)根据公式(II)计算膨胀稳定后试样的体膨胀率：

式中：δ_e——体膨胀率(％)；

V_w——膨胀稳定后试样的体积(cm³)；

V₀——试样初始体积(cm³)；

(3)根据公式(III)计算膨胀稳定后试样的膨胀含水率：

式中：w_h——膨胀含水率(％)；

m_w——膨胀稳定后试样中水的质量(g)；

m_d——试样中干土的质量(g)。

结果分析：

由图4可知，强、中、弱三种膨胀土经微生物生态法改良后，其自由膨胀率均不断降低，根据膨胀土的分类可知，在土样的液限附近，强膨胀土降级为中膨胀土，中膨胀土和弱膨胀土可以降级为非膨胀土。

由图6可知，经微生物生态法改良后的试样在加水之后的膨胀率没有出现明显峰值，无荷膨胀率始终保持比较稳定的状态，改善效果明显。

由图7可知，经微生物生态法改良后的试样在膨胀稳定时的体膨胀率仅为0.65％，膨胀含水率为35.8％，相比为改良的试样，体膨胀率降低了92.2％；膨胀含水率降低了19.9％，对膨胀性改良效果显著。

本申请实施例中的一个或多个技术方案，至少还具有如下技术效果或优点：

(1)本申请实施例所提供的方法，通过采用巴氏芽孢八叠球菌，能够将尿素源源不断的水解成NH⁴⁺和CO₃ ^2-，同时膨胀土中以及加入的CaCl₂中的Ca²⁺源源不断的吸引在菌体表面，Ca²⁺和CO₃ ^2-在菌体表面结合并形成具有胶结作用的碳酸钙晶体，利用碳酸钙晶体析出，增强膨胀土的土体强度，进而能够改善土壤，同时反应体系中剩余的NH⁴⁺和Ca²⁺分别通过中和负电荷和替换阳离子的作用，能够有效的改变膨胀土的颗粒之间的化学键和减弱颗粒之间的排斥作用，进而降低膨胀土的膨胀性。

(2)本申请实施例所提供的方法，利用环境友好、无毒无害的微生物，通过微生物矿化作用，改善膨胀土膨胀特性，生态环保，经济高效。

(3)本申请实施例所提供的方法，可以有效的降低膨胀土的自由膨胀率，成功改性强、中、弱膨胀土。

(4)本申请实施例所提供的方法，可以显著降低膨胀土的膨胀特性。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种膨胀土的微生物生态改性方法，其特征在于，所述方法包括：

分别得到待改性的膨胀土和巴氏芽孢八叠球菌菌液；

将尿素和钙盐按照进行混合，得到胶结液；

将所述巴氏芽孢八叠球菌菌液和所述胶结液按照预设体积比进行混合，后加入到待改性的所述膨胀土中进行拌和，得到试样；

将所述试样进行养护，得到绿色环保的改性膨胀土；

其中，所述预设体积比包括所述巴氏芽孢八叠球菌菌液的体积：所述胶结液的体积＝0.5～1.5∶2.5～3.5。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述尿素的摩尔浓度和所述钙盐中钙离子的摩尔浓度之比为1∶1.5～2。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述尿素的摩尔浓度和所述钙盐中钙离子的摩尔浓度之比为1∶1.5或1∶2。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述巴氏芽孢八叠球菌菌液和所述胶结液按照预设体积比进行混合，后加入到待改性的所述膨胀土中进行拌和，得到试样，具体包括：

得到标准膨胀土和标准膨胀土的最优含水率；

将所述预设体积比进行选取，得到选取体积比；

将所述巴氏芽孢八叠球菌菌液和所述胶结液按照所述选取体积比加入到标准膨胀土中，后进行拌和，得到拌和膨胀土；

将所述拌和膨胀土进行检测，得到拌和膨胀土的含水率；

根据拌和膨胀土的所述含水率和所述选取体积比，绘制含水率和选取体积比的标准曲线；

根据所述标准曲线和标准膨胀土的所述最优含水率，确定所述预设体积比的最适体积比；

根据所述最适体积比，将所述巴氏芽孢八叠球菌菌液和所述胶结液加入到待改性的所述膨胀土中进行拌和，得到试样。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述选取包括以3～5组预设体积比为标准进行选取。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述标准膨胀土的粒径≤2mm。

7.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述巴氏芽孢八叠球菌菌液和所述胶结液的体积之比为1∶3。

8.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述拌和的时间为10min～30min。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述养护的温度为30℃～35℃，所述养护的湿度为80％～90％，所述养护的时间为3d～7d。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待改性的膨胀土的粒径≤2mm。

Images