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微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术是利用微生物生命活动分解尿素诱导产生胶结物沉淀进而对土体进行加固的过程。土体被胶结物填充孔隙和土颗粒通过胶结物相互连接,使松散土体胶结成具有整体性的固化土体,从而提高土体的力学性能。目前对于MICP固化钙质砂的研究主要集中在对其宏观力学特性和微观结构的研究而少有关注细观结构的研究。对细微观结构的研究有助于对MICP固化钙质砂宏观物理特性和力学特性的理解。为应用CT扫描技术研究微生物固化钙质砂细观结构。本文采用微生物诱导生成碳酸锶加固钙质砂,即锶源微生物加固。在不同锶盐浓度溶液环境下进行了细菌矿化试验。开展无侧限抗压试验、X射线衍射物相分析、扫描电子显微镜和压汞试验试验,从宏观物理力学特性和细微观结构研究分析锶源微生物加固处理对钙质砂的影响,对比分析锶源微生物固化钙质砂与钙源微生物固化钙质砂的差异。通过CT扫描获取锶源微生物固化钙质砂断层图像,实现微生物固化钙质砂细观结构三维可视化,基于微生物固化钙质砂三维细观结构重构模型对微生物固化钙质砂细观结构进行定性定量表征分析。本文的主要研究结论和成果如下:(1)锶源微生物固化钙质砂和钙源微生物固化钙质砂在胶结物晶体结构上存在差异,但在宏观力学行为上表现出一致性。锶源微生物加固钙质砂的机理与钙源微生物加固一致。微生物固化钙质砂细观结构普遍具有一致性可以相互进行表征研究。(2)利用显微CT扫描技术对未处理钙质砂柱和锶源微生物固化钙质砂进行扫描获取细观结构的断层扫描图像。对CT扫描图像处理技术进行探讨,得到了微生物固化钙质砂CT扫描图像处理的最佳方式。实现微生物固化钙质砂细观结构的三维可视化并对细观结构特征进行定性分析。(3)微生物固化钙质砂的孔径分布呈现出土体孔隙分布典型的双峰结构。微生物加固处理可以填充钙质砂孔隙改变孔隙形状降低钙质砂中长柱形孔隙占比,从而降低钙质砂渗透性。大部分胶结物相互联通组成了胶结物骨架而不仅仅是黏附在钙质砂颗粒表面连接钙质砂颗粒。且随着循环灌浆轮次的增加,胶结物参与构成骨架的比重越高,有利于提升微生物固化钙质砂强度。(4)CT扫描试验细观结构表征结果和压汞试验细观结构表征结果在大中孔隙表现出良好的协调性,证明了使用显微CT扫描技术对微生物固化钙质砂细观结构表征的可靠性。CT扫描试验对大孔隙直径表征更为有利,在小微孔隙上压汞试验表现更好。