鋁離子絮凝劑對微生物加固砂土效果的影響試驗研究

摘要"灌注次數過多制約了微生物誘導碳酸鈣沉積（MICP）在實際工程中的應用。為了減少灌注次數、提高膠結效率，提出一種MICP加固強化方法，即在膠結液中添加鋁離子絮凝劑，以提高MICP加固速率和增強加固效果。開展MICP砂柱試驗，在膠結液中加入不同濃度AlCl₃?6H₂O進行灌注試驗，然后測試加固砂柱碳酸鈣含量及無側限抗壓強度（UCS）。在水溶液試驗中，觀察不同溶液條件下沉積物生成情況及溶液的pH值變化，并通過XRD、SEM試驗研究鋁離子絮凝劑對沉積碳酸鈣的成分及形態的影響。結果表明：與常規方法的對照組比較，膠結液中加入適量鋁離子絮凝劑，灌注3次后砂柱即可形成有強度的固結體，灌注5次后砂柱無側限抗壓強度可達到1.7 MPa，而常規對照組達到相同的強度需要灌注9次。鋁離子絮凝劑的摻入有效減少了MICP灌注處理次數，對實際應用有重要意義。

關鍵詞"微生物誘導碳酸鈣沉淀;"鋁離子絮凝劑;"無側限抗壓強度;"砂土加固

近年來，隨著各國對生態文明建設和環境可持續友好發展要求的提高，在進行地基土體加固時需要更多地考慮加固方法對環境的影響和能源的消耗。傳統的土體加固方法，如預壓固結、化學灌注等普遍具有工期長、能耗大、費用高等不足，并且化學灌漿法中的大多數漿液對環境有一定的危害^[1]。在此背景下，微生物誘導碳酸鈣沉積（MICP）具有能耗低、污染小的優點，成為土體加固、污染物處理等方面的研究熱點^[2-7]。

MICP通過生物作用，生成的碳酸鈣產物能有效包裹、黏結砂土顆粒，進而使土體固化成一個整體，砂土強度得到顯著提高。為使土體形成強度，需要對目標加固土體進行多次處理，這樣會導致加固周期長，原料消耗大，限制了MICP技術的實際應用。Cunningham等^[8]進行了現場試驗，得出在4 d內總共需要24次鈣注射和6次微生物注射才能有效地對土體進行填充，在此情況下原料消耗量極大。李紅昌等^[9]研究了注漿次數對MICP固化尾礦砂效果的影響，在注漿7次的情況下，試樣強度為350 kPa。為了使土體達到預計加固效果，一些學者提出了強化MICP加固效果的方法。Cheng等^[10]提出了在低pH值下將菌液和膠結液混合后同時注入土體的辦法，注入6次后加固體無側限抗壓強度可達2.5 MPa，極大地提升了加固效果，但是微生物使用量較大。Cui等^[11]在Cheng的試驗基礎上提出了一種改進的低pH值灌注法，在第一次處理中，低pH值細菌或脲酶僅與膠結液一起使用，在后續處理中僅使用膠結液，為維持較好的鈣離子轉化率，最多可以處理5次，砂柱無側限抗壓強度在1.2 MPa左右。楊恒等^[12]利用活性炭固定微生物，使MICP固化貴陽紅黏土的力學特性得到增強。也有學者提出纖維加筋與MICP技術相結合的方法^[7，13-15]，能夠顯著提高砂土的無側限抗壓強度和殘余強度。

為提高MICP加固效果，眾多學者提出了改進方法，或者引入纖維、活性炭、木質素等物質，但仍需進行多次膠結液的灌注，處理周期長，原料消耗大。針對該問題，筆者研究添加外加劑對MICP加固效果的影響，發現鋁離子絮凝劑的摻入能顯著減少膠結液灌注次數，提升加固效果。通過在膠結液中加入適量鋁離子絮凝劑，與常規方法對比，開展了MICP砂柱試驗及水溶液試驗，測定其對MICP碳酸鈣生成量、無側限抗壓強度（UCS）的影響，并通過XRD、SEM試驗，研究鋁離子絮凝劑對沉積碳酸鈣的成分及形態的影響。

1"試驗材料

1.1"細菌

試驗用菌為巴氏生孢八疊球菌（Sporosarcina pasteurii，DSM 33）（又稱巴氏芽孢桿菌），是一種兼性厭氧菌，其自身的新陳代謝作用能產生大量的高活性脲酶^[16-18]。巴氏生孢八疊球菌的推薦液體培養基為： 20 g/L酵母浸粉、10 g/L NH₄Cl，并調節pH值到8.5左右。培養條件為：按1%（體積分數）比例接種，置于震蕩速度為121 r/min、溫度為30 ℃的恒溫振蕩培養箱中培養。培養20 h左右收集微生物置于冰箱內（4 ℃）冷藏至使用。

使用的是可見分光光度計，用在波長等于600 nm時測得的吸光度（OD₆₀₀）來測量計算細菌細胞的數量^[19]。細菌活性對尿素的分解速率有著重要的影響，采用電導率法測定細菌活性以此代表脲酶活性^[20]。

試驗用微生物處理后的平均脲酶活性為（7.8±0.5）（mmol/L urea hydrolysed）/min，OD₆₀₀=1.2±0.2。

1.2"試驗用砂

試驗用砂為福建標準砂，將其過篩，得到其顆粒分布曲線如圖1所示。最大孔隙率為0.45，最小孔隙率為0.5，相對密實度為0.8，不均勻系數為2.34，曲率系數為0.88，D₅₀=0.65，標準砂土粒比重為G_s=2.70，為級配不良砂。

1.3"膠結液

使用的膠結液由尿素和CaCl₂組成，所用試劑均為化學純。尿素和CaCl₂濃度皆為1 mol/L。

1.4"外加劑

鋁離子絮凝劑為AlCl₃?6H₂O溶液。AlCl₃?6H₂O是一種用途廣泛的無機化合物，可用于污水處理^[21-22]，是生產聚合氯化鋁的中間產品或原料^[23]，同時可廣泛應用于化工行業作催化劑^[24]、硬化劑、固化劑^[25]等。在膠結液中配置不同濃度AlCl₃?6H₂O溶液，與膠結液濃度相比，AlCl₃?6H₂O用量微小。

2"試驗方法

2.1"砂柱試驗

將試驗所用標準砂用去離子水浸泡12 h后，洗去表面雜質，放入烘箱中烘干。將標準砂在圓筒模型槽中制成底部直徑為5 cm，高度為10 cm的砂柱，試驗裝置如圖2所示，孔隙體積約為80 mL。

先注入一倍孔隙體積固定液（80 mL 0.05 mol/L的氯化鈣溶液），此過程可增加砂樣中的電解質，增加離子強度，提高細菌吸附量^[26]。接著注入80 mL菌液，靜置5～6 h后灌入80 mL膠結液。灌入膠結液后靜置8～12 h進行下一次膠結液灌注。為避免注漿速度過快，導致膠結液與菌液接觸時間過短，加固效果不理想，試驗中灌注速度均控制為6 mL/min^[27]。溫度維持在室溫（25±2）℃。

砂柱試驗方案見表1。設置S1組，膠結液中不含AlCl₃?6H₂O作為對照組，設置R1～R5組，膠結液中加入不同濃度AlCl₃?6H₂O，設置W1組，膠結液中不加入CaCl₂，砂柱中無法生成碳酸鈣沉淀，探究AlCl₃?6H₂O反應后的生成物對砂柱加固的影響。共設置7個試驗組，每組設置3個平行樣，取平均值作為試驗取值。

固定液和菌液均只灌注1次，各組膠結液灌注3次，研究碳酸鈣含量、無側限抗壓強度、AlCl₃?6H₂O濃度三者之間的關系。再取S1組與R3組（為AlCl₃?6H₂O的較優濃度組），分別灌注3、5、7、9次膠結液，研究其碳酸鈣含量與無側限抗壓強度增長規律。灌注結束后將加固好的砂柱取出，放置于去離子水中浸泡24 h以去除砂柱含有的可溶物質，在60～70 ℃溫度下烘48 h后用于后續的檢測。

2.2"水溶液試驗

為了探究碳酸鈣生成情況，進行了水溶液試驗，設置A-S1（常規對照組）、A-R1、A-R2、A-R3、A-R4、A-R5組，膠結液中加入不同濃度AlCl₃?6H₂O。設置A-W1組，加入0.01 mol/L AlCl₃?6H₂O，不加入氯化鈣，探究體系反應情況。試驗分組如表2所示。

在各試驗組中，先配制50 mL菌液，再配制50 mL膠結液，各組膠結液成分如表1所示，將膠結液倒入菌液中，利用磁力攪拌器對混合液進行攪拌。每組均取3個平行組進行試驗，取平均值作為試驗取值。反應12 h后，用抽濾裝置獲得生成物并烘干測定質量。

2.3"相關檢測試驗

試驗結果通過以下方法分析或檢測：

1）無側限抗壓強度試驗。無側限抗壓強度儀為泰克奧無側限抗壓儀，荷載精度為±0.5%，加載板的速度為1.0 mm/min^[28]。

2）碳酸鈣生成質量測量。采用稱重法進行測定，使用去離子水多次沖洗砂樣，將其中殘余的溶質沖凈后烘干，稱其質量為m₁，試驗前的砂樣質量為m₂。碳酸鈣生成量為m₁與m₂的差值。

3）XRD及SEM試驗。XRD試驗采用布魯克D8 advance型號儀器，掃描角度為5°～90°、速率為8（°）/min，采用衍射方式。SEM試驗采用場發射掃描電子顯微鏡，試驗前進行抽真空預處理，噴金20 s，然后進行掃描。

3"試驗結果分析與討論

3.1"砂柱試驗無側限抗壓強度

灌注3次膠結液后，S1試驗組砂柱只能局部加固成小塊體，無法形成整體的固結體。膠結液中加入了AlCl₃?6H₂O的試驗組R1～R5均形成了完整的膠結砂柱體。W1組中不加入氯化鈣，無法生成碳酸鈣，所以無法使砂柱加固。砂柱試驗加固情況如圖3所示。

灌注3次膠結液可以使砂柱形成有強度的加固體，無側限抗壓強度可達323.3 kPa。測得的各組反應物生成量及無側限抗壓強度，結果如圖4所示。

S1、R1～R5各組的碳酸鈣生成量有一定的差異，總的來說，隨著AlCl₃?6H₂O濃度增加，碳酸鈣生成量逐漸降低，R1、R2組的反應物生成量比S1組高，因為體系中生成物除了碳酸鈣，還有氫氧化鋁沉淀。W1組添加了AlCl₃?6H₂O但未添加氯化鈣，生成物主要為Al（OH）₃，反應后質量為0.3 g，砂柱無法被加固。

添加了外加劑AlCl₃?6H₂O的試驗組砂柱均膠結成型，各組強度如圖4所示。隨著AlCl₃?6H₂O濃度的增長，無側限抗壓強度顯著增加，但AlCl₃?6H₂O濃度達到0.008 mol/L時，強度出現明顯下降，這表明在試驗條件下，AlCl₃?6H₂O取0.006 mol/L是較優的濃度。S1組與R3組（AlCl₃?6H₂O的較優濃度組）膠結液灌注次數、無側限抗壓強度、碳酸鈣含量之間的關系數據如表3所示。

以碳酸鈣含量為橫坐標，無側限抗壓強度為縱坐標，各個試樣碳酸鈣含量與無側限抗壓強度之間的關系如圖5所示。

R3組和S1組中無側限抗壓強度隨著碳酸鈣含量的增加而增長，但是膠結液中加入AlCl₃?6H₂O的R3組無側限抗壓強度明顯高于常規試驗的S1組，且灌注3次膠結液后砂柱即可形成有強度的加固體，而本試驗中S1組直到第5輪才形成有強度的膠結體。R3組在處理9次后強度最高達到6.5 MPa，而S1組在相同處理次數下最高強度僅為1.8 MPa。相同碳酸鈣含量下，R3組的無側限抗壓強度是S1組的3.2～12.7倍。且膠結液中加入AlCl₃?6H₂O后，無側限抗壓強度隨碳酸鈣含量增加的變化規律也發生了變化，R3組中無側限抗壓強度增長更快，AlCl₃?6H₂O的摻入有效地提升了加固效果。

膠結液中加入0.006 mol/L AlCl₃?6H₂O后，僅需灌注5次，總計灌入400 mL膠結液即可達到1.7 MPa，而常規試驗中需灌注9次，總計灌注720 mL膠結液才能達到相應強度。且根據圖5強度增長趨勢可知，目標強度越高，常規處理方法需要灌注的次數比膠結液中加入AlCl₃?6H₂O的方法的灌注次數更多。

綜上所述，添加適量的外加劑AlCl₃?6H₂O，不僅可快速加固形成膠結體，且在相同的碳酸鈣含量情況下，可達到更高的無側限抗壓強度，對減少MICP灌注次數、縮短灌注周期、節省原料有顯著作用及重要意義。

3.2"水溶液試驗

A-S1、A-R1、A-R2、A-R3、A-R4、A-R5組將膠結液倒入菌液中后，很快產生碳酸鈣沉淀。而A-W1組中未加鈣離子，無法生成碳酸鈣，因為Al³⁺存在，生成了大量白色絮凝物質。選取不加任何物質的菌液，A-S1組、A-R3組、A-W1組，其反應情況如圖6所示。

由于鋁離子的高電荷和小離子半徑，鋁鹽溶于水后極易水解生成多種單核配合物。細菌分解尿素后，會使反應體系pH值升高，當水溶液的pH值增大到一定程度后，即生成了Al（OH）₃沉淀^[29]，即圖6（d）中生成的絮凝物。

3.2.1"pH值

環境pH值對巴氏芽孢桿菌的生長繁殖有一定影響，但pH值為6～9時，pH值對細菌的影響很小，而對脲酶活性的影響大于細菌^[30]。

測定水溶液試驗中各組隨時間變化的pH值，初始菌液的pH值均在7.8±0.2范圍內，將膠結液灌入菌液中后，pH值有一個驟降，隨后在短時間內迅速上升，從膠結液全部灌入后的時刻開始計時，每隔1 min記錄一次pH值。結果如圖7所示。

鋁離子在溶液體系中發生電離，導致pH值下降，隨著MICP反應快速發生，體系中pH值迅速上升。溶液中AlCl₃?6H₂O含量越高，pH值越低，反應進行后，pH值的上升速度也越慢。最后每組體系中pH值趨于一個穩定值附近，而隨著AlCl₃?6H₂O的含量增加，最后的穩定值也越低。

在礦物沉積學方面，pH值的變化會改變孔隙溶液中NH₃、NH₄⁺、CO₃^2-、HCO₃^-的濃度，從而改變碳酸鈣的生成速率和產量^[31-32]。砂柱試驗中提到，當AlCl₃?6H₂O濃度過高時，不利于砂柱整體強度的提高，因為膠結液中加入AlCl₃?6H₂O會不斷降低砂柱內部pH值，多次灌注膠結液后，砂柱內部pH值整體呈下降趨勢，所以當AlCl₃?6H₂O濃度過高時，砂柱加固效果反而會下降。

3.2.2"XRD分析

圖8為水溶液試驗生成物烘干后XRD測試結果。

根據XRD圖可知，膠結液為氯化鈣和尿素的混合液時，水溶液試驗中生成物碳酸鈣為球霰石^[33]。當膠結液中存在AlCl₃?6H₂O時，體系中生成了方解石形態的碳酸鈣，溶液體系中AlCl₃?6H₂O促進了碳酸鈣由球霰石向方解石轉變。除了碳酸鈣沉淀，R3組中也檢測出Al₂O₃和Al（OH）₃，與W1組生成礦物一致。W1組體系中未加入氯化鈣，無法生成碳酸鈣沉淀，烘干其絮凝物，在XRD中，其峰值部分與Al₂O₃和Al（OH）₃峰值重合，由式（1）可知，是體系中生成物Al（OH）₃受熱分解后部分生成了Al₂O₃。

2Al（OH）₃?△?Al₂O₃+3H₂O（1）

3.3"微觀分析

分別對水溶液試驗中的生成物和砂柱試驗成塊顆粒進行SEM試驗，結果如圖9、圖10所示。

在水溶液SEM試驗中，AlCl₃?6H₂O的加入可以使得生成物碳酸鈣顆粒更大，根據黃文藝^[34]的研究，氯化鋁的添加對碳酸鈣結晶形貌有影響，當氯化鋁添加量較少時，晶核會長大碰撞凝并成較大的微粒，易發生團聚現象，形貌不可控，所以A-R3組中碳酸鈣顆粒尺寸整體大于A-S1組。從圖9（e）、（f）的對比可以清楚看出，A-R3組表面明顯有物質附著在碳酸鈣顆粒表面，再將圖9（f）、（g）對比可知，該物質就是AlCl₃?6H₂O參與反應后的生成物Al（OH）₃，附著在碳酸鈣顆粒表面。

在生成碳酸鈣的體系中引入Al³⁺后，Al³⁺優先發生強烈的雙水解反應（式（2）），生成氫氧化鋁膠體，由于體系中存在著大量電解質，膠體迅速凝膠，失去流動性，該凝膠具有很強的吸附作用^[34-36]。

2Al^3+"+3CO₃^2-"+3H₂O2Al（OH）_3"+3CO₂↑（3）

隨著劇烈雙水解過程的發生，可能形成了具有空間結構的氫氧化鋁凝膠將Ca²⁺與CO₃²⁺限制在局部維區內進行反應，本文中由于Al³⁺用量很少，故出現氫氧化鋁凝膠附著于碳酸鈣顆粒表面的現象。

圖10為砂柱內部SEM圖。成亮等^[37]研究了菌液濃度與碳酸鈣晶體樣貌的關系，發現低濃度菌液培養條件下碳酸鈣晶體易形成形貌較規整的菱形或立方體碳酸鈣，而高濃度菌液條件下碳酸鈣晶體則多為球形。因水溶液中細菌濃度大于砂柱中細菌濃度，所以，無論膠結液中加不加入AlCl₃?6H₂O，砂柱中形成的碳酸鈣顆粒都和水溶液中的有所不同，加AlCl₃?6H₂O組的更加明顯。由圖10（b）可知，A-R3組砂柱內部生成的碳酸鈣形態極不規則，且出現堆疊的情況。

3.4"討論

在MICP砂柱加固試驗膠結液中摻入鋁離子絮凝劑，大大提升了加固效果，對于實際工程的應用有重要意義。鋁離子絮凝劑絮凝機理之一是通過形成Al（OH）₃難溶物質而產生凝聚作用，在迅速沉淀的過程中，這些沉淀物中膠粒會被卷掃（或網捕）而發生共沉降^[38]。MICP生成的碳酸鈣本身也具有吸附作用^[39-40]，最終沉淀物共同吸附在砂顆粒表面，不斷吸附新生成的碳酸鈣沉淀，最終導致砂柱內部碳酸鈣形態不規則，出現堆疊現象。

通過砂柱試驗中W1組可知，僅僅生成氫氧化鋁膠體而不生成碳酸鈣，無法在砂顆粒間生成有膠結。絮凝物沉淀吸附于砂顆粒表面，并能吸附孔隙中游離的碳酸鈣沉淀，使得孔隙中起到填充作用的游離碳酸鈣轉化為具有膠結作用的“有效”碳酸鈣，從而在碳酸鈣含量略低的情況下反而顯著提高了砂柱的無側限抗壓強度。

提出鋁離子絮凝劑加入MICP膠結液加固砂土的方法，給出了初步的機理探究，但是絮凝劑絮凝過程復雜，不同絮凝劑的絮凝原理也不同，且MICP反應參數也影響著最終加固效果，該加固方法并不是最優方案，MICP加絮凝劑的反應體系依然存在豐富且未經探索的研究。

4"結論

提出了在MICP試驗膠結液中加入適量外加劑AlCl₃?6H₂O，以改進其加固效果，分別進行了MICP砂柱加固及水溶液試驗，再通過XRD、SEM試驗進行了微觀分析、對比，得到如下結論：

1）膠結液中加入鋁離子絮凝劑后，使砂柱在灌注3輪膠結液的情況下就形成有強度的固結體，灌注5輪后，砂柱無側限抗壓強度可達1.7 MPa，跟常規對照組對比，顯著減少了MICP灌注次數，且在相同的碳酸鈣含量條件下，砂柱無側限抗壓強度是常規對照組的3.2～12.7倍，鋁離子絮凝劑的引入有效地提升了加固效果，對實際應用有重要意義。

2）XRD和SEM試驗結果表明，添加AlCl₃?6H₂O使得微生物沉積的碳酸鈣顆粒更大，且碳酸鈣晶型由球霰石向方解石轉變。

3）MICP砂柱試驗中，AlCl₃?6H₂O反應后生成的氫氧化鋁膠體附著在砂顆粒和已生成碳酸鈣表面，隨著反應的進行，新生成的碳酸鈣被不斷吸附到含有氫氧化鋁的砂顆粒和已生成碳酸鈣表面，使得砂柱內部碳酸鈣形態不規則且出現堆疊現象。當AlCl₃?6H₂O濃度增大時，體系中pH值降低，不利于MICP反應的進行。

參考文獻

1 SCHNEIDER M，"ROMER M，"TSCHUDIN M，"et al."Sustainable cement production—Present and future [J]. Cement and Concrete Research，"2011，"41（7）："642-650.

2 劉漢龍，"肖鵬，"肖楊，"等."微生物巖土技術及其應用研究新進展[J]."土木與環境工程學報（中英文），"2019，"41（1）："1-14.

LIU H L，"XIAO P，"XIAO Y，"et al."State-of-the-art review of biogeotechnology and its engineering applications [J]. Journal of Civil and Environmental Engineering，"2019，"41（1）："1-14."（in Chinese）

3 邵光輝，"尤婷，"趙志峰，"等."微生物注漿固化粉土的微觀結構與作用機理[J]."南京林業大學學報（自然科學版），"2017，"41（2）："129-135.

SHAO G H，"YOU T，"ZHAO Z F，"et al."Microstructure and mechanism of microbial cementation silt treated by bio-grouting [J]. Journal of Nanjing Forestry University （Natural Sciences Edition），"2017，"41（2）："129-135."（in Chinese）

4 劉士雨，"俞縉，"曾偉龍，"等."微生物誘導碳酸鈣沉淀修復三合土裂縫效果研究[J]."巖石力學與工程學報，"2020，"39（1）："191-204.

LIU S Y，"YU J，"ZENG W L，"et al."Repair effect of tabia cracks with microbially induced carbonate precipitation [J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，"2020，"39（1）："191-204."（in Chinese）

5 肖鵬，"劉漢龍，"張宇，"等."微生物溫控加固鈣質砂動強度特性研究[J]."巖土工程學報，"2021，"43（3）："511-519.

XIAO P，"LIU H L，"ZHANG Y，"et al."Dynamic strength of temperature-controlled MICP-treated calcareous sand [J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering，"2021，"43（3）："511-519."（in Chinese）

6 CHU J，"IVANOV V，"STABNIKOV V，"et al."Microbial method for construction of an aquaculture pond in sand [J]. Géotechnique，"2013，"63（10）："871-875.

7 鄭俊杰，"宋楊，"賴漢江，"等."微生物固化纖維加筋砂土抗剪強度試驗研究[J]."土木與環境工程學報（中英文），"2019，"41（1）："15-21.

ZHENG J J，"SONG Y，"LAI H J，"et al."Experimental study on the shear behavior of fiber-reinforced bio-cemented sand [J]. Journal of Civil and Environmental Engineering，"2019，"41（1）："15-21."（in Chinese）

8 CUNNINGHAM A B，"CLASS H，"EBIGBO A，"et al."Field-scale modeling of microbially induced calcite precipitation [J]. Computational Geosciences，"2019，"23（2）："399-414.

9 李紅昌，"查甫生，"康博，"等."注漿次數對MICP固化尾礦砂效果影響研究[C]//2020年工業建筑學術交流會論文集（中冊）."北京，"2020："217-221.

LI H C，"ZHA F S，"KANG B，"et al."Study on the influence of grouting times on the effect of MICP solidified tailings [C]// 2020 Industrial Architecture Academic Exchange Conference.Beijing，"2020："217-221."（in Chinese）

10 CHENG L，"SHAHIN M A，"CHU J."Soil bio-cementation using a new one-phase low-pH injection method [J]. Acta Geotechnica，"2019，"14（3）："615-626.

11 CUI M J，"LAI H J，"HOANG T，"et al."Modified one-phase-low-pH method for bacteria or enzyme-induced carbonate precipitation for soil improvement [J]. Acta Geotechnica，"2022，"17（7）："2931-2941.

12 楊恒，"陳筠，"白文勝，"等."活性炭固定微生物固化貴陽紅黏土力學特性[J]."中國巖溶，"2019，"38（4）："619-626.

YANG H，"CHEN J，"BAI W S，"et al."Mechanical properties of microorganism solidified red clay immobilized by activated carbon in Guiyang [J]. Carsologica Sinica，"2019，"38（4）："619-626."（in Chinese）

13 謝約翰，"唐朝生，"尹黎陽，"等."纖維加筋微生物固化砂土的力學特性[J]."巖土工程學報，"2019，"41（4）："675-682.

XIE Y H，"TANG C S，"YIN L Y，"et al."Mechanical behavior of microbial-induced calcite precipitation（MICP）-treated soil with fiber reinforcement [J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering，"2019，"41（4）："675-682."（in Chinese）

14 CHOI S G，"WANG K，"CHU J."Properties of biocemented， fiber reinforced sand [J]. Construction and Building Materials，"2016，"120："623-629.

15 宋平，"方祥位，"李洋洋."纖維摻量對珊瑚砂微生物固化體力學性能的影響[J]."兵器裝備工程學報，"2017，"38（10）："156-160.

SONG P，"FANG X W，"LI Y Y."Influence of fiber proportion on mechanical properties of bio-cemented coral sand columns [J]. Journal of Ordnance Equipment Engineering，"2017，"38（10）："156-160."（in Chinese）

16 賀越，"趙圣國，"張曉音，"等."細菌脲酶蛋白結構與催化機制[J]."生物技術通報，"2020，"36（12）："208-215.

HE Y，"ZHAO S G，"ZHANG X Y，"et al."Structure and catalytic mechanism of bacterial urease protein [J]. Biotechnology Bulletin，"2020，"36（12）："208-215."（in Chinese）

17 裴迪，"劉志明，"胡碧茹，"等."巴氏芽孢桿菌礦化作用機理及應用研究進展[J]."生物化學與生物物理進展，"2020，"47（6）："467-482.

PEI D，"LIU Z M，"HU B R，"et al."Progress on mineralization mechanism and application research of sporosarcina pasteurii [J]. Progress in Biochemistry and Biophysics，"2020，"47（6）："467-482."（in Chinese）

18 李馳，"史冠宇，"武慧敏，"等."基于脲酶誘導碳酸鈣沉積的微生物礦化技術在分散性土改良中應用的試驗研究[J]."巖土力學，"2021，"42（2）："333-342.

LI C，"SHI G Y，"WU H M，"et al."Experimental study on bio-mineralization for dispersed soil improvement based on enzyme induced calcite precipitate technology [J]. Rock and Soil Mechanics，"2021，"42（2）："333-342."（in Chinese）

19 RAMACHANDRAN S K，"RAMAKRISHNAN V，"BANG S S."Remediation of concrete using micro-organisms[J]."ACI Materials Journal，"2001，"98（1）："3-9.

20 WHIFFIN V S."Microbial CaCO₃"precipitation for the production of biocement [D]. Perth："Murdoch University，"2004.

21 TAKAARA T，"SANO D，"MASAGO Y，"et al."Surface-retained organic matter of Microcystis aeruginosa inhibiting coagulation with polyaluminum chloride in drinking water treatment [J]. Water Research，"2010，"44（13）："3781-3786.

22 孫連偉，"韓雪，"王磊，"等."氯化鋁處理含磷廢水研究[J]."環境科學與技術，"2015，"38（Sup2）："335-338.

SUN L W，"HAN X，"WANG L，"et al."Research of AlCl₃·6H₂O removal from phosphorus wastewater [J]. Environmental Science ＆ Technology，"2015，"38（Sup2）："335-338."（in Chinese）

23 GAO B Y，"CHU Y B，"YUE Q Y，"et al."Characterization and coagulation of a polyaluminum chloride （PAC） coagulant with high Al13 content [J]. Journal of Environmental Management，"2005，"76（2）："143-147.

24 尚衛東，"劉毅鋒，"張娟，"等."微波輻射下AlCl₃·6H₂O催化合成β-烯胺酮[J]."西北大學學報（自然科學版），"2011，"41（2）："253-257.

SHANG W D，"LIU Y F，"ZHANG J，"et al."AlCl₃·6H₂O catalyzed synthesis of β-enaminones under microwave radiation [J]. Journal of Northwest University （Natural Science Edition），"2011，"41（2）："253-257."（in Chinese）

25 ISHIZAKA T，"KOBAYASHI Y，"KUROKAWA Y."Alumina coating on quartz glass and nickel substrates using aqueous Sol derived from AlCl₃·6H₂O [J]. Journal of Materials Science，"2003，"38："1239-1242.

26 MORTENSEN B M，"HABER M J，"DEJONG J T，"et al."Effects of environmental factors on microbial induced calcium carbonate precipitation [J]. Journal of Applied Microbiology，"2011，"111（2）："338-349.

27 QABANY AAL，"SOGA K，"SANTAMARINA C."Factors affecting efficiency of microbially induced calcite precipitation [J]. Journal of Geotechnical and Geoenviron-mental Engineering，"2012，"138（8）："992-1001.

28 Standard test method for unconfined compressive strength of cohesive soil："ASTM D2166 [S]. ASTM International， West Conshohocken， 2013.

29 謝躍生."鋁鹽水解、聚合行為分析[J]."廣西師院學報（自然科學版），"1994，"11（1）："32-37， 42.

XIE Y S."The process analysis of the hydrolysis and polymerization of aluminum salts [J]. Journal of Guangxi Teachers Education University （Natural Science Edition），"1994，"11（1）："32-37， 42."（in Chinese）

30 趙茜."微生物誘導碳酸鈣沉淀（MICP）固化土壤實驗研究[D]."北京："中國地質大學（北京），"2014.

ZHAO Q."Experimental study on soil improvement using microbial induced calcite precipitation （MICP） [D]. Beijing："China University of Geosciences，"2014."（in Chinese）

31 HAMMES F，"VERSTRAETE W."Key roles of pH and calcium metabolism in microbial carbonate precipitation [J]. Reviews in Environmental Science and Bio/Technology，"2002，"1（1）："3-7.

32 尹黎陽，"唐朝生，"謝約翰，"等."微生物礦化作用改善巖土材料性能的影響因素[J]."巖土力學，"2019，"40（7）："2525-2546.

YIN L Y，"TANG C S，"XIE Y H，"et al."Factors affecting improvement in engineering properties of geomaterials by microbial-induced calcite precipitation [J]. Rock and Soil Mechanics，"2019，"40（7）："2525-2546."（in Chinese）

33 段宇，"徐國賓，"楊德鋒，"等."MICP礦化產物中鈣離子利用率的影響因素及微觀物相分析[J]."化工進展，"2019，"38（5）："2306-2313.

DUAN Y，"XU G B，"YANG D F，"et al."Influencing factors of calcium ion utilization in MICP mineralized products and analysis of microscopic image [J]. Chemical Industry and Engineering Progress，"2019，"38（5）："2306-2313."（in Chinese）

34 黃文藝，"馬藍宇，"程昊，"等."氯化鋁對碳酸鈣結晶形貌的影響[J]."無機鹽工業，"2018，"50（1）："20-23.

HUANG W Y，"MA L Y，"CHENG H，"et al."Effect of aluminum chloride on crystal morphology of calcium carbonate [J]. Inorganic Chemicals Industry，"2018，"50（1）："20-23."（in Chinese）

35 KAWASAKI N，"OGATA F，"TOMINAGA H."Selective adsorption behavior of phosphate onto aluminum hydroxide gel [J]. Journal of Hazardous Materials，"2010，"181（1/2/3）："574-579.

36 張琪，"王清良，"李乾，"等."Al（OH）₃膠體的制備及其對鈾的吸附機理[J]."化工學報，"2014，"65（4）："1279-1286.

ZHANG Q，"WANG Q L，"LI Q，"et al."Preparation of aluminum hydroxide colloid and its adsorption mechanism for uranium [J]. CIESC Journal，"2014，"65（4）："1279-1286."（in Chinese）

37 成亮，"錢春香，"王瑞興，"等."碳酸巖礦化菌誘導碳酸鈣晶體形成機理研究[J]."化學學報，"2007，"65（19）："2133-2138.

CHENG L，"QIAN C X，"WANG R X，"et al."Study on the mechanism of calcium carbonate formation induced by carbonate-mineralization microbe [J]. Acta Chimica Sinica，"2007，"65（19）："2133-2138."（in Chinese）

38 徐曉軍."化學絮凝劑作用原理[M]."北京："科學出版社，"2005.

XU X J."Principle of action of chemical flocculant [M]. Beijing："Science Press，"2005."（in Chinese）

39 ACHAL V，"PAN X L，"FU Q L，"et al."Biomineralization based remediation of As（Ⅲ） contaminated soil by Sporosarcina ginsengisoli [J]. Journal of Hazardous Materials，"2012，"201/202："178-184.

40 許朝陽，"楊賀，"黃建璋，"等."生物修復Cu²⁺、Pb²⁺污染土的穩定性[J]."工業建筑，"2018，"48（7）："33-37.

XU Z Y，"YANG H，"HUANG J Z，"et al."Stability of bioremediated soil contaminated by Cu²⁺"or Pb²⁺"[J]. Industrial Construction，"2018，"48（7）："33-37."（in Chinese）