CN116515701A - 一种寒区路基基土原位微生物培养液及其扩培方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种寒区路基基土原位微生物培养液，所述培养液包括酵母提取物，氯化铵，氢氧化钠和硫酸锰。同时与施工反应胶结液共同使用进行寒区路基基土加固，施工反应胶结液包括氯化钙溶液和尿素溶液。该原位微生物培养液可用于原位路基基土中巴氏菌的快速扩培，扩培速度约为相同掺量培养基的1.9倍，扩培后的巴氏菌活性约为相同掺量的3‑4倍，冻融沉降高度约为其它加固方法相同加固时间的0.4倍，具有微生物矿化胶结速度快，施工便捷，成本低和养护时间短等优点。
Description
技术领域
本发明属于路基工程技术领域，尤其涉及一种寒区路基基土原位微生物培养液及其扩培方法与应用。
背景技术
寒区路基冻土具有复杂的多相和多成分体系。冻融变形后的土体具有抗渗透性差，压缩性大等特点，通常无法满足长期使用强度指标和冻融循环沉降变形等工程建设条件。为了提高路基基土土体的抗冻融特性，减少长期使用沉降变形，往往需要通过换填土体和水泥注浆等施工方式来改变土体特性，以满足路基设计年限等长期使用要求。
传统的加筋土和水泥注浆等路基抗冻融处理需要耗费大量的人力物力，工程建设和养护时间较长，无法满足“四节一环保”的工程建设需要。现有大量研究主要集中在通过粉煤灰，土工格栅等无机材料提升路基土强度，减小冻融变形沉降，从而实现冻融区土体的加固处理，然而现有的无机材料加固技术虽已广泛应用，但是难以达到环保和工程耐久性需求。
因此，研究一种施工速度快、效果显著、绿色环保的寒区路基基土加固方法是亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种寒区路基基土原位微生物培养液及其扩培方法与应用。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种寒区路基基土原位微生物培养液，所述培养液包括酵母提取物，氯化铵，氢氧化钠和硫酸锰。
本发明原位微生物培养液主要由去离子水，酵母提取物，氯化铵溶液，氢氧化钠溶液和硫酸锰溶液组成，在碱性环境下，巴氏菌扩培速度具有明显的提升，向原位微生物培养液中加入氯化铵，可以维持巴氏菌细胞膜的渗流平衡，为巴氏菌代谢和无丝分裂提供铵根离子，添加硫酸锰可显著提升巴氏菌的活性，加速尿素的分解，激发巴氏菌的活性。
使用该原位微生物培养液可用于原位路基基土中巴氏菌的快速扩培，扩培速度约为相同掺量培养基的1.9倍，扩培后的巴氏菌活性约为相同掺量的3-4倍，冻融沉降高度约为其它加固方法相同加固时间的0.4倍。
优选的，所述酵母提取物的质量百分比为2-3％；
氯化铵的浓度为0.15-0.3mol/l；
氢氧化钠的浓度为0.04-0.20mol/l；
硫酸锰的浓度为0.01-0.04mol/l。
优选的，所述微生物为巴氏芽孢杆菌和巴氏叠球菌。
如上述所述培养液扩培微生物的方法，步骤为：将基土渗流液和微生物培养液混合均匀后在30℃下培养12h即可。
优选的，所述基土渗流液和所述微生物培养液的体积比为1:10-1:25。
优选的，所述基土渗流液的制备方法为：取50-200g路面表层下3m处潮湿的砂土，按砂水质量比为1:40-100比例放到20℃的水流下冲刷，收集渗流液上清液40g。
优选的，所述培养的转速为200rpm。
如上述所述培养液在路基基土加固施工中的应用。
优选的，所述培养液和施工反应胶结液的质量比为3:17-1:1。
该原位微生物培养液和施工反应胶结液主要用于寒区路基基土加固，软弱土地基加固以及冲刷侵蚀区土体的固化处理，可明显提高原位微生物活性和路基土的抗冻融特性，具有环境友好，微生物矿化胶结速度快，施工便捷，成本低和养护时间短等优点。原位微生物培养液和施工反应胶结液混合使用时，利用原位地基土中的巴氏菌13新陈代谢产生碳酸钙12的生物性质对路基基土11进行原位加固，路基土中含有的巴氏菌在混合液的激励下会加速碳酸钙的产生(如图1)。此外，巴氏菌细胞膜表面带负电荷与土颗粒之间的负电荷协同吸引胶结液中氯化钙提供的钙离子等正电荷。土颗粒空隙气与巴氏菌代谢产生的二氧化碳反应结晶生成碳酸钙沉淀，铵根离子和氢氧根离子的存在防止土壤PH下降造成碳酸根的溶解。本发明的寒区路基基土原位微生物加固技术通过微生物的矿化胶结作用可获得孔隙度小，整体性高的加固土。
优选的，所述施工反应胶结液包括氯化钙和尿素，其中所述氯化钙的浓度为0.132-0.141mol/l，所述尿素溶液浓度为0.08-0.16mol/l。
优选的，具体步骤为：
(1)将所述培养液扩培微生物后得到的菌液和所述施工反应胶结液混合均匀，得混合液备用；
(2)按设计路基横断面与标高分层填筑、压实和整平；
(3)确定分层碾压的厚度与平整度，根据工程土壤特性，选择最优含水量，以最优含水量的比例将所述混合液喷洒至路基基土；
(4)对喷洒后的路段进行铺膜，养护2d后撤膜，碾压进行上层施工即可。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明的寒区路基基土原位微生物加固技术利用路基基土中的微生物进行土体的原位加固，巴氏菌附着在土颗粒表面，通过代谢作用产生的碳酸钙在密实的土粒与土粒之间相互联结，提升了路基土的整体性和变形特性，巴氏菌代谢造成的碳酸钙沉淀减少了土体中孔隙气和孔隙水的存在，进一步降低地下水的毛细水影响。路基基土孔隙减少可降低路基水的渗流速度，减少水分在土体中的残留。路基基土微生物的原位加固能大大提升底基土的抗冻融特性，保证路基的长期稳定，通过路基土中存在的巴氏菌代谢反应生成碳酸钙，提高路基土的抗冻融特性，不引入其它化学加固剂，减少了施工区域的环境污染和施工碳排放，保护了工程区域的生物多样性，具有施工时间短、经济和绿色环保等特点。
附图说明
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，本描述中的附图仅仅是本发明的实施例。
图1为本发明矿化原理图；其中，11、土颗粒；12、碳酸钙晶体；13、巴氏菌。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种寒区路基基土原位微生物培养液，由下述原料组成：
包括酵母提取物(厂家：安琪酵母股份有限公司，安琪酵母抽提物FD00-A)，氯化铵，氢氧化钠、硫酸锰和去离子水，其中，酵母提取物质量百分比为2％，氯化铵浓度为0.2mol/l，氢氧化钠的浓度为0.1mol/l，硫酸锰的浓度为0.02mol/l。
实施例2
一种培养液扩培微生物的方法，步骤为：
1)取路面表层下3m处潮湿的砂土，密封，防止水分流失；
2)将原位砂土放到20℃的水流下冲刷，收集渗流液；
3)按实施例1比例取原材料，将其混合均匀制得原位微生物培养液，高温灭菌后冷却至室温；
4)取20ml渗流液滴加至500ml原位微生物培养液中，封口，扎透气孔；
5)30℃恒温下震荡滴加渗流液的原位微生物培养液12h，震荡转速为每分钟200转。
应用例1
取松花江哈尔滨呼兰段某工程路基收集渗流液，按实施例2方法制得原位微生物培养液，对培养12h后的原位微生物培养液进行od600的细菌数量检测(od600)和电导率检测；
实验组：实施例2制得原位微生物培养液；
对照组1：相同条件下，按CN108531433B溶液配方制得微生物菌液1；
对照组2：相同条件下，按CN113699072A溶液配方制得微生物菌液2；
相关实验结果见表1：
表1微生物菌液数量与电导率检测
| 不同培养方式获得的微生物菌液 | 细菌数量检测 | 电导率检测 |
| 实验组 | 1.441 | 0.222 |
| 对照组1 | 0.758 | 0.063 |
| 对照组2 | 0.772 | 0.071 |
应用例2
取黑龙江三江平原处某工程路基，经2009-2022年连续观测得知：该区域地基土多为砂土，抗冻融性较差，为提升其冬季防渗性能，对该区域砂土进行以下处理：
1)按15％称取实施例1得到原位微生物培养液；
2)按85％称取施工反应胶结液，其中，施工反应胶结液包括氯化钙和尿素，其中氯化钙的浓度为0.134mol/l，尿素溶液浓度为0.10mol/l；
3)原位微生物培养液与施工反应胶结液混合制得混合液，以混合液进行路基土固化；
4)按黑龙江三江平原处某工程路基横断面与标高分层填筑、压实和整平；
5)确定分层碾压的厚度与平整度，根据工程土壤特性，选择最优含水量，以最优含水量的比例将所述混合液喷洒至路基基土，对喷洒后的路段进行铺膜，养护2d后撤膜，碾压进行上层施工，结果见表2。
表2固化土强度检测
| 固化土强度测试 | 无侧限抗压强度/MPa | 劈裂强度/MPa | 渗透系数/(cm/s) |
| 应用例2 | 1.45 | 0.97 | 0.270 |
应用例3
取实施例1中制得的原位微生物培养液，微生物菌液1和微生物菌液2；
将制备好的试验土体装入模具中，制作宽浅式梯形断面缩尺模型(1：200)，按照实施例2进行加固，养护完成后进行冻胀变形量测试，结果如表3所示；
表3冻胀变形量对比结果
| 宽浅式梯形断面缩尺模型 | 最大冻胀变形量/cm |
| 未处理土壤 | 10.088 |
| 实验组 | 3.652 |
| 对照组1 | 9.631 |
| 对照组2 | 7.621 |
分析表1和表2，根据细菌数量检测，电导率检测和冻胀变形量检测结果可知：原位路基基土中巴氏菌的快速扩培，扩培速度约为相同掺量培养基的1.9倍，扩培后的巴氏菌活性约为相同掺量的3-4倍，冻融沉降高度约为其它加固方法相同加固时间的0.4倍。该寒区路基基土原位微生物扩培流程及加固施工方法可大大提高路基基土整体结构的抗冻胀性能，原位巴氏菌的扩培速度和巴氏菌生物活性，市场前景广阔。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业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公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种寒区路基基土原位微生物培养液，其特征在于，所述培养液包括酵母提取物，氯化铵，氢氧化钠和硫酸锰。
2.根据权利要求1所述的一种寒区路基基土原位微生物培养液，其特征在于，所述酵母提取物的质量百分比为2-3％。
3.根据权利要求1所述的一种寒区路基基土原位微生物培养液，其特征在于，所述氯化铵的浓度为0.15-0.3mol/l。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述氢氧化钠的浓度为0.04-0.20mol/l。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述硫酸锰的浓度为0.01-0.04mol/l。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述微生物为巴氏芽孢杆菌和巴氏叠球菌。
7.如权利要求1或者2所述培养液在路基基土加固施工中的应用。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述培养液和施工反应胶结液的质量比为3:17-1:1。
9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述施工反应胶结液包括氯化钙和尿素，其中所述氯化钙的浓度为0.132-0.141mol/l，所述尿素溶液浓度为0.08-0.16mol/l。
10.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，具体步骤为：
(1)将所述培养液扩培微生物后得到的菌液和所述施工反应胶结液混合均匀，得混合液备用；
(2)按设计路基横断面与标高分层填筑、压实和整平；
(3)确定分层碾压的厚度与平整度，根据工程土壤特性，选择最优含水量，以最优含水量的比例将所述混合液喷洒至路基基土；
(4)对喷洒后的路段进行铺膜，养护2d后撤膜，碾压进行上层施工即可。
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Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007205010A (ja) * | 2006-02-01 | 2007-08-16 | Inax Corp | 土系舗装用調合物及び土系舗装の施工方法並びに土系壁用調合物及び土系壁の施工方法 |
| CN106631127A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-05-10 | 重庆大学 | 一种微生物胶结泡沫颗粒的土工材料及生产方法 |
| CN106904854A (zh) * | 2017-03-29 | 2017-06-30 | 河海大学 | 利用微生物进行粉煤灰处理及粉煤灰生产建材的方法 |
| CN106947492A (zh) * | 2017-02-24 | 2017-07-14 | 河海大学 | 一种复合固沙模型及其制备方法和应用 |
| CN111441337A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-07-24 | 华中科技大学 | 一种引入脲酶抑制剂的微生物诱导矿化加固土体灌浆方法 |
| CN113087486A (zh) * | 2021-03-19 | 2021-07-09 | 杭州航弘建设科技有限公司 | 一种高稳定性路基填料及其制备方法 |
| WO2022028038A1 (zh) * | 2020-08-04 | 2022-02-10 | 海南大学 | 钙质砂混凝土新型路堤施工方法 |
| CN114292127A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-04-08 | 华中科技大学 | 一种高耐受度的环保微生物改性剂及其制备方法和应用 |
| CN115679939A (zh) * | 2022-11-30 | 2023-02-03 | 武汉工程大学 | 一种预处理结合微生物矿化技术加固土质地基的方法 |
-
2023
- 2023-05-12 CN CN202310535395.4A patent/CN116515701A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007205010A (ja) * | 2006-02-01 | 2007-08-16 | Inax Corp | 土系舗装用調合物及び土系舗装の施工方法並びに土系壁用調合物及び土系壁の施工方法 |
| CN106631127A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-05-10 | 重庆大学 | 一种微生物胶结泡沫颗粒的土工材料及生产方法 |
| CN106947492A (zh) * | 2017-02-24 | 2017-07-14 | 河海大学 | 一种复合固沙模型及其制备方法和应用 |
| CN106904854A (zh) * | 2017-03-29 | 2017-06-30 | 河海大学 | 利用微生物进行粉煤灰处理及粉煤灰生产建材的方法 |
| CN111441337A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-07-24 | 华中科技大学 | 一种引入脲酶抑制剂的微生物诱导矿化加固土体灌浆方法 |
| WO2022028038A1 (zh) * | 2020-08-04 | 2022-02-10 | 海南大学 | 钙质砂混凝土新型路堤施工方法 |
| CN113087486A (zh) * | 2021-03-19 | 2021-07-09 | 杭州航弘建设科技有限公司 | 一种高稳定性路基填料及其制备方法 |
| CN114292127A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-04-08 | 华中科技大学 | 一种高耐受度的环保微生物改性剂及其制备方法和应用 |
| CN115679939A (zh) * | 2022-11-30 | 2023-02-03 | 武汉工程大学 | 一种预处理结合微生物矿化技术加固土质地基的方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| SARAH L WILLIAMS ET AL.: "Optimization of growth medium for Sporosarcina pasteurii in bio-based cement pastes to mitigate delay in hydration kinetics", 《JOURNAL OF INDUSTRIAL MICROBIOLOGY AND BIOTECHNOLOGY》, vol. 43, no. 4, pages 567 * |
| 陈国靖: "北美寒区道路工程研究现状――第四届国际冻土会议论文综述", 《冰川冻土》, no. 3, pages 265 - 277 * |
| 陈歆 等: "巴氏生孢八叠球菌用作混凝土裂缝愈合剂的活性研究", 《建筑材料学报》, vol. 21, no. 3, pages 485 * |
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