zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Kiến trúc - Xây dựng

Phương pháp gia cố nền đất cát bằng công nghệ sinh học

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:3

Báo xấu

8
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Gia cố nền là một trong những nhiệm vụ chính quan trọng trong xây dựng công trình. Hiện nay có nhiều biên pháp gia cố nền khác nhau, phù hợp cho từng loại điều kiện địa chất công trình khác nhau, ví dụ như gia tải trước, giếng cố kết, khoan phụt, phương pháp trộn vôi, phương pháp dùng cọc khoan nhồi. Bài viết Phương pháp gia cố nền đất cát bằng công nghệ sinh học đưa ra đánh giá tổng quan về các kết quả chính đã đạt được của các nhóm nghiên cứu trên thế giới trong hướng đi này.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Phương pháp gia cố nền đất cát bằng công nghệ sinh học

Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018. ISBN: 978-604-82-2548-3 PHƯƠNG PHÁP GIA CỐ NỀN ĐẤT CÁT BẰNG CÔNG NGHỆ SINH HỌC Phạm Phú Vinh Trường Đại học Thủy lợi, email: phamphuvinh@tlu.edu.vn 1. GIỚI THIỆU CHUNG vi khuẩn có khả năng quang hợp, nhóm vi khuẩn khử ni-tơ, nhóm vi khuẩn thủy phân Gia cố nền là một trong những nhiệm vụ ure, nhóm vi khuẩn cố định đạm, nhóm vi chính quan trọng trong xây dựng công trình. khuẩn khử sul-phat, và nhóm vi khuẩn oxy Hiện nay có nhiều biên pháp gia cố nền khác hóa methane (Zhu et al., 2016). Nguyên lý nhau, phù hợp cho từng loại điều kiện địa chung của phương pháp này là lợi dụng quá chất công trình khác nhau, ví dụ như gia tải trính trao đổi chất của vi khuẩn, tạo ra gốc trước, giếng cố kết, khoan phụt, phương pháp carbonate và tăng độ kiềm của môi trường, trộn vôi, phương pháp dùng cọc khoan nhồi. sau đó cung câp ion canxi dưới dạng một Bên cạnh các phương pháp gia cố nền phổ muối hòa tan để tạo kết tủa canxi carbonate biến này, hiện nay đã có một xu hướng mới CaCO3 . Các kết tủa CaCO3 sẽ bám vào các là mô phỏng các quá trình tạo vôi hóa nhờ vi hạt cát, có tác dụng kết dính các hạt cát rời lại khuẩn trong tự nhiên để gia cố nền. Có nhiều với nhau, từ đó gia tang cường độ cho nền cát nhóm vi khuẩn khác nhau có thể làm được của công trình. Hiện nay các nghiên cứu tập việc này với nguyên lý chung là tạo carbon trung vào nhóm vi khuẩn thủy phân ure và vô cơ từ quá trình trao đổi chất của chúng, nhóm vi khuẩn khử ni-tơ và đã đạt được các quá trình này đồng thời tang độ kiềm của môi kết quả đáng kể. trường trong đất, từ đó khi có ion canxi trong nước ngầm thì sẽ kết tủa CaCO3 với gốc 3. PHƯƠNG PHÁP TẠO KẾT TỦA ĐÁ carbon vô cơ. Hướng nghiên cứu này hiện VÔI (MICP) DÙNG VI KHUẨN THỦY nay đã đạt được một số thành tựu đáng kể PHÂN URE trên thế giới, từng bước được nghiên cứu cụ thể hóa để có thể áp dụng được vào thực tế Đối với nhóm vi khuẩn thủy phân ure, sản xuất. Bài bào này sẽ đưa ra đánh giá tổng phương pháp này đã được nghiên cứu thí quan về các kết quả chính đã đạt được của nghiệm trong phòng thành công. Các kết quả đạt được đều cho thấy cường độ của đất loại các nhóm nghiên cứu trên thế giới trong cát được tang lên nhiều lần, cát rời được vôi hướng đi này. hóa thành khối cứng với cường độ lên tới vài 2. TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG MPa. Thí nghiệm hiện trường thử nghiệm PHÁP GIA CỐ NỀN DÙNG VI KHUẨN công nghệ MICP với vi khuẩn thủy phân ure đã được tiến hành với mục đích gia cố lớp Sử dụng vi khuẩn để tạo vôi hóa trong đất, trầm tích cuội sỏi để có thể khoan đặt đường MICP, đã thu hút được nhiều sự quan tâm và ống mà không cần phải đào mở đường dẫn đầu tư nghiên cứu của nhiều nhóm nghiên (van Paassen, 2011). Ban đầu phương pháp cứu khác nhau trên thế giới trong thời gian được thử nghiệm cho một thùng cuội sỏi 3m3, gần đây. Có nhiều nhóm vi khuẩn khác nhau và ống khoan dẫn được khoan thành công có thể làm được việc này, bao gồm các nhóm qua lớp cuội sỏi dày, sau khi rút ống khoan 130
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018. ISBN: 978-604-82-2548-3 dẫn ra thì hố khoan vẫn giữ được sự ổn định 4. PHƯƠNG PHÁP TẠO KẾT TỦA ĐÁ theo yêu cầu (Hình 1a). Tại hiện trường VÔI KẾT HỢP GIẢM ĐỘ BÃO HÒA phương pháp này đã được thi công thành CỦA ĐẤT (MIDP) DÙNG VI KHUẨN công, đường ống được khoan dẫn xuyên qua KHỬ NI-TƠ tầng cuội sỏi theo thiết kề (Hình 1b). Đối với nhóm vi khuẩn khử ni-tơ, bên cạnh tác dụng tạo vôi hóa để tang cường độ (a) của đất, gốc ni-trat được khử thành khí ni-tơ N2 và làm xuất hiện pha khí trong đất, do đó đất bão hòa hoàn toàn sẽ trở thành đất không bão hòa. Với tính chất này, phương pháp MIDP sử dụng vi khuẩn khử ni-tơ ngoài việc có thể làm tang cường độ đất nhờ vào kết quả vôi hóa, có thể đồng thời khống chế hiện tượng cát chảy nhờ vào pha khí mới sinh ra. Một nền cát bão hòa hoàn toàn, chỉ cần giảm độ bão hòa nước từ 100% xuống 95% là đã giảm được đáng kể nguy cơ mất ổn định do hiện tượng cát chảy. Bên cạnh đó, khi gốc ni- (b) trat được khử hoàn toàn thành N2 thì phản ứng không để lại các chất dư có hại cho môi trường. Đây là ưu điểm của phương pháp MIDP so với phương pháp MICP dùng vi khuẩn thủy phân ure. Mức độ thay đổi độ bão hòa nước Hình 1. Thí nghiệm hiện trường dùng phương pháp MICP với vi khuẩn thủy phân ure Hiện nay phương pháp MICP dùng vi khuẩn thủy phân ure được nghiên cứu không chỉ cho mục đích cải tạo nền cát mà còn cho Hình 2. Mức độ suy giảm độ bão hòa nước nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm các ứng và độ thấm thủy lực qua các lần xử lý dụng như kiểm soát xói, khống chế bụi công (Hình lấy từ (Pham et al., 2018b) trường, quản lý thấm trong nền, khống chế Thí nghiệm trong phòng trên cát rời dùng hiện tượng cát chảy với tính khả thi cao phương pháp MIDP với vi khuẩn khử ni-tơ (Dejong et al., 2013). Mặc dù vậy, phương cho thấy chỉ cần qua 1 lần xử lý trong vài pháp này có một số hạn chế nên chưa được ngày, độ bão hòa của đất cát đã được giảm từ đưa vào ứng dụng rộng rãi trong thực tế sản 100% xuống trong khoảng 80% - 85% tương xuất. Hạn chế chính của phương pháp là việc ứng với hàm lượng pha khí chiếm 15% - 20% nuôi tách vi khuẩn thủy phân ure khá phức thể tích lỗ rỗng (Pham et al., 2018a). Thí tạp và tốn kém, bên cạnh đó phương pháp nghiệm xử lý mẫu nhiều lần cho thấy một này để lại lượng lớn ammonium chloride phần pha khí này có thể tồn tại rất ổn định NH4 Cl trong đất cân phải được được xử lý. trong mẫu (Hình 2). Kết hợp tác dụng của 131
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018. ISBN: 978-604-82-2548-3 pha khí và sự phát triển của vi khuẩn tạo nên 6. TÀI LIỆU THAM KHẢO các màng biofilm đã làm suy giảm đáng kể [1] Dejong, J. T., Soga, K., Kavazanjian, E., độ thấm thủy lực của mẫu cát. Cũng trong thí Burns, S., Van Paassen, L. A., Qabany, A. nghiệm trên, hàm lượng CaCO3 tạo ra trong A., Aydilek, A., Bang, S. S., Burbank, M., mẫu được xác định ở mức trung bình khoảng Caslake, L. F., Chen, C. Y., Cheng, X., 0.54%. Dựa vào tốc độ suy giảm độ bão hòa Chu, J., Jefferis, S., Kuo, M., Laloui, L., nước, tốc độ vôi hóa được xác định là 0.26 % Larrahondo, J., Manning, D. a. C., khối lượng/ngày, hiệu quả gần bằng với Martinez, B., Montoya, B. M., Nelson, D. phương pháp MICP. C., Palomino, A., Renforth, P., Kết quả này cho thấy phương pháp này Santamarina, J. C., Seagren, E. A., Tanyu, hoàn toàn khả thi cho ứng dụng kiểm soát B., Tsesarsky, M. & Weaver, T. 2013. hiện tượng cát chảy giữ ổn định công trình Biogeochemical process and geotechnical trên nền cát. Thí nghiệm với tải trong động applications: progress, opportunities and challenges. Geotechnique, 63(4) trên bàn rung bởi He et al. (2013) đã xác nhận [2] Pham, V. P., Van Der Star, W. R. L. & Van điều này. Để có thể kiểm soát được pha khí Paassen, A. L. 2018a. Quantifying the tạo ra bởi phương pháp MIDP, các yếu tố desaturation effect of biogenic gas trạng thái của mẫu đất, cụ thể ở đây là điều formation in sandy soil. UNSAT2018 The kiện áp suất, bên cạnh đó là nhiệt độ, cùng với 7th International Conference on thông số kĩ thuật của phương pháp là lượng Unsaturated Soils. Hong Kong. muối ni-trat dùng để tạo ra khí N2 là các thông [3] Pham, V. P., Van Paassen, L. A., Van Der số quyết định cần phải được xét đến. Star, W. R. L. & Heimovaara, T. J. 2018b. Evaluating Strategies to Improve Proces s 5. KẾT LUẬN Efficiency of Denitrification-Based MICP. Journal of Geotechnical and Các nghiên cứu và các kết quả đã đạt được Geoenvironmental Engineering, cho thấy các phương pháp cải tạo nền cát 144(8),doi:10.1061/(ASCE)GT.1943- dùng vi khuẩn có thể cho kết quả khả quan. 5606.0001909. Phương pháp MIDP dùng vi khuẩn khử ni-tơ [4] Van Paassen, L. A. 2011. Bio-mediated có thể làm thay đổi ứng xử cơ học – thủy lực ground improvement: From laboratory của mẫu đất. Phương pháp này đồng thời tạo experiment to pilot applications. Geo- vôi hóa và sản sinh ra pha khí trong mẫu nên Frontiers 2011: Advances in Geotechnical có thể trở thành một phương phá gia cố nền Engineering. Dallas, Texas, United States: cát hiệu quả. Các thông số kĩ thuật của American Society of Civil Engineers. phương pháp, bao gồm hàm lượng muối dùng [5] Zhu, T. & Dittrich, M. 2016. Carbonate Precipitation through Microbial Activities để nuôi vi khuẩn và số lần xử lý cũng như in Natural Environment, and Their Potential các thông số trạng thái của mẫu, bao gồm giá in Biotechnology: A Review. Frontiers in trị áp lực nước lỗ rỗng và nhiệt độ, cần phải Bioengineering and Biotechnology, được xem xét nghiên cứu toàn diện để có thể 4(10.3389/fbioe.2016.00004. hoàn thiện phương pháp và ứng dụng vào thực tế sản xuất. 132

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2418 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.