| 基于纳米压痕技术的页岩土MICP结石体微观力学特性研究 |
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| 引用本文： | 刘子健,黄明,崔明娟,许凯,郭珅,王德发.基于纳米压痕技术的页岩土MICP结石体微观力学特性研究[J].防灾减灾工程学报,2022(5):1036-1045. |
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| 作者姓名： | 刘子健 黄明 崔明娟 许凯 郭珅 王德发 |
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| 作者单位： | 福州大学土木工程学院,福建 福州 350116 ；厦门轨道建设发展集团有限公司,福建 厦门 361000;福州大学土木工程学院,福建 福州 350116 ；中机三勘岩土工程有限公司,湖北 武汉 430000;中铁十八局集团第一工程有限公司,河北 涿州 072750 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金项目(41672290，41972276)、福建省自然科学基金项目(2020J06013)资助 |
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| 摘 要： | 目前对于微生物诱导碳酸盐沉淀技术(MICP)土体加固技术的研究大多数集中在宏观力学性能上，对微观力学特性的研究较少。为了探究页岩土 MICP 结石体的微观力学特性，在不同峰值荷载下对页岩土 MICP 结石体进行纳米压痕测试，并基于能量法中弹性参数计算模型及塑性断裂力学理论计算页岩土 MICP 结石体中胶结体区域及土颗粒区域的硬度、弹性模量和断裂韧度。结合激光显微镜及 X 射线衍射试验，探讨测点处碳酸钙胶结体状态及矿物组分对页岩土 MICP 结石体各相材料微观力学特性的影响，建立页岩土 MICP 结石体弹性模量、硬度及断裂韧度三者之间的线性关系。结果表明，利用纳米压痕技术测试页岩土 MICP 结石体材料的弹性模量、硬度及断裂韧度具备可行性。由于 MICP 技术诱导生成的方解石晶体质地不均匀，导致页岩土 MICP 结石体中胶结体的弹性模量、硬度及断裂韧度存在较大离散性。矿物组分中石英矿物的存在能够强化页岩土颗粒的微观力学特性，使部分页岩土颗粒的力学参数提高。各区域的断裂韧度变化趋势与弹性模量、硬度相同，三者之间具有简单线性关系。 纳米压痕技术打破了常规力学试验对试样尺寸的限制，为测定页岩土 MICP 结石体的细观力学参数提供借鉴。
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| 关 键 词： | 纳米压痕 页岩土 弹性力学参数 断裂韧度 微生物诱导碳酸钙沉淀技术(MICP) |
Investigation on the Micromechanical Properties of Bio-cement Shale Soil based on the Nanoindentation Technique |
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| LIU Zijian,HUANG Ming,CUI Mingjuan,XU Kai,GUO Shen,WANG Defa.Investigation on the Micromechanical Properties of Bio-cement Shale Soil based on the Nanoindentation Technique[J].Journal of Disaster Prevent and Mitigation Eng,2022(5):1036-1045. |
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| Authors: | LIU Zijian HUANG Ming CUI Mingjuan XU Kai GUO Shen WANG Defa |
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