我中心在微生物岩土技术监测研究方面取得新进展

我中心在微生物岩土技术监测研究方面取得新进展

微生物诱导碳酸钙沉淀（MICP）是一种前景广阔的土体改良技术。相比于传统的地基处理方法，MICP技术具有广泛的适用性和良好的生态效益。然而，非均匀性是生物技术改良土体难以避免的缺点之一，严重阻碍了其工程应用。因此，需要一种合适的技术手段来监测MICP处理过程并为后续处理提供指导。

电阻率层析成像 (ERT) 是一种非破坏性的地球物理方法，在监测 MICP 处理方面具备较大的潜力。为此，唐朝生教授课题采用自主研发的高密度电法设备，持续监测砂土的微生物胶结过程。通过采集不同处理阶段的直流电阻率信号，利用电阻率模型直观地表征了溶液在砂土中的迁移与分布情况。此外，研究发现电阻率变化对应了 MICP 处理期间的尿素水解和碳酸钙沉淀，处理后的电阻率分布特征与碳酸钙沉淀分布特征一致，并建立了电阻率与碳酸钙含量之间的定量关系。

图1 微生物处理前后砂土电阻率的空间分布

图2 碳酸钙沉淀影响砂土电阻率的机制及其定量表达

该研究突出了 ERT技术在MICP处理过程监测和处理效果检测等方面的潜力，为微生物岩土技术的过程管理与效果评价提供了新的方法思路。相关研究成果近期以“Monitoring and characterizing the whole process of microbially induced calcium carbonate precipitation (MICP) using electrical resistivity tomography”为题，被岩土领域顶级期刊《Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering》录用，我中心博士研究生章君政为论文第一作者，唐朝生教授为论文通讯作者。研究工作得到了国家自然科学基金、江苏省自然科学基金、中央高校基本科研业务费专项资金的联合资助。