在岩土工程领域,不断有新的岩土材料出现,去解决以前混凝土等材料的一些缺陷和问题。砂土的强度、变形等问题一直是工程领域研究的重点,本文提出了一种微生物诱导碳酸钙沉淀加固砂土的新技术,这种加固砂土的方式对环境没有伤害,是近些年来国内外学者的研究热点。本文围绕MICP(微生物诱导碳酸钙沉淀)加固砂土技术展开了一系列的试验,包括一维压缩试验、三轴固结排水试验,重点是研究级配对MICP加固砂土的压缩及其剪切特性的影响研究。其主要内容包括:(1)为揭示级配对MICP加固砂土的压缩特性的影响,设计了四组不同级配的砂(Cu=1.1,2,5,10)在三种不同的加固程度下进行了一维压缩试验,试验结果表明:(1)同一应力水平和碳酸钙含量下,试样的不均匀系数越小,其经历的应变越小,压缩性更小,试样强度越大;(2)在同一应力水平下,MICP加固试样与未加固试样相比,压缩性更小,强度更高。(2)为揭示MICP碳酸钙胶结沉淀对砂土颗粒破碎的影响,设计了Cu=1.8的砂在三种不同的加固程度和三种不同应力下的破碎特性,并用SEM图片对颗粒破碎的微观行为进行了研究,得到的试验结果是:(1)在同一应力水平下,颗粒的破碎量随着试样碳酸钙含量的增多而减少;(2)MICP加固试样中碳酸钙胶结沉淀对颗粒破碎有抑制作用;(3)碳酸钙胶结沉淀在加载过程中的三个作用:(a)在加载过程中,颗粒间和颗粒表面的碳酸钙对颗粒表面起来很好的保护作用,从而延缓其裂开;(b)颗粒间的碳酸钙在崩解过程中吸收能量;(c)崩解的碳酸钙可以用来填充砂颗粒之间的空隙,在加载过程中,对砂颗粒也可以起到缓冲作用;(4)SEM图像显示更高的应力会导致更大量破碎的发生,证明碳酸钙胶结沉淀确实可以抑制颗粒破碎的发生。(3)为揭示级配对MICP加固砂土的剪切特性的影响,设计了四种不同级配的砂(Cu=1.1,2,5,10)在四种不同的加固程度下进行了三轴固结排水研究,试验结果表明:(1)同一围压和碳酸钙含量下,试样的不均匀系数越小,其峰值(残余)偏应力越大,试样的剪胀性越大,最终体积膨胀量越大;同一围压和Cu下,碳酸钙含量越高时,试样的峰值(残余)偏应力越大,试样的剪胀性越大,最终体积膨胀量越大。(2)同一级配下,试样的碳酸钙含量越高,试样达到峰值偏应力所经历的应变越小,同时试样的应力软化现象越明显;同一级配下,试样的碳酸钙含量越高,试样的峰值平均有效应力、峰值应力比、残余平均有效应力、残余应力比越大;(3)由曲线拟合可知,同一级配下,试样的峰值应力和残余应力与碳酸钙含量之间有较好的线性关系。