[发明专利]一种基于微生物矿化对黄土坡面进行加固防护的方法

权利要求书

1.一种基于微生物矿化对黄土坡面进行加固防护的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，测定黄土边坡表层土体的天然含水率ω、干密度ρ_d、比重G_s，计算孔隙比e和天然饱和度S_r；

步骤2，由步骤1得到的结果，根据需要固化黄土的厚度D和面积S，计算一次固化处理所需脲酶菌溶液和胶结液的量L，固化厚度D为1～3cm；

步骤3，按照计算所需脲酶菌溶液的量，采用少量多次的方法，将脲酶菌溶液均匀地喷淋在需要固化的黄土坡面，尽量不要产生坡面径流，使细菌溶液全部入渗到黄土中；

步骤4，待脲酶菌溶液喷淋结束静置2～3小时后，按照计算用量，将胶结液均匀地喷淋到黄土边坡表面，少量多次，尽量使全部胶结液入渗到黄土中；

步骤5，按照步骤3和步骤4的方法，每隔24～48小时固化处理一次，根据固化的效果和要求，共处理3～7次。

2.根据权利要求1所述的基于微生物矿化对黄土坡面进行加固防护的方法，其特征在于，所述步骤1中，天然孔隙比e及饱和度S_r的计算公式如下：

式中：e为天然孔隙比；G_s为土颗粒比重；ρ_d为天然干密度；ρ_w为水的密度；s_r为天然饱和度；w为天然含水率，这两个公式均为土力学基本物理指标计算公式。

3.根据权利要求1所述的基于微生物矿化对黄土坡面进行加固防护的方法，其特征在于，所述步骤2中，每次加固所需加入脲酶菌溶液和胶结液的量(体积)L为所要加固黄土中空气所占的体积，其计算公式如下：

式中：L为每次加固处理需加入脲酶菌溶液和胶结液的体积；e为天然孔隙比；S_r为天然饱和度；D为需要固化黄土的厚度，D为1～3cm；为需要固化黄土的面积，这个公式是由土力学基本物理指标计算公式推导而来的，也就是溶液的最大加注体积等于所要加固黄土中空气所占的那部分体积。

4.根据权利要求1所述的基于微生物矿化对黄土坡面进行加固防护的方法，其特征在于，所述步骤3中，脲酶菌溶液的OD600值(溶液在600nm波长处的吸光值，用以表示细菌的浓度)宜在1.0～2.0之间，才能保证有足够的脲酶菌，分泌足够的脲酶，用以催化尿素水解。

5.根据权利要求1所述的基于微生物矿化对黄土坡面进行加固防护的方法，其特征在于，所述步骤4中，脲酶菌溶液需在黄土中静置2～3小时，以便细菌附着在沙土颗粒表面，并分泌足够的脲酶；胶结液采用等摩尔浓度的尿素溶液和氯化钙溶液混合而成，尿素溶液和氯化钙溶液的浓度均为1～2mol/L。

6.根据权利要求1所述的基于微生物矿化对黄土坡面进行加固防护的方法，其特征在于，所述步骤5中，微生物矿化加固黄土处理周期为24～48小时，至少固化处理3次，处理3次以后用铁钎插入固化土层，测试固化的厚土和效果，根据固化效果和工程的重要性决定后续固化处理次数，最多固化处理7次；前3次处理间隔时间宜为24小时，后续固化处理的间隔时间宜为48小时。