微生物鉱化による岩石割れ目修復方法の比較研究

ZHAO Hanghang ,  

ZHAO Zihua ,  

YANG Xing ,  

WU Huanran ,  

ZHANG Jingchen ,  

SUN Guangchao ,  

LIU Shuang ,  

LIU Hanlong ,  

XIONG Jianning ,  

摘要

微生物誘導性炭酸塩沈殿(MICP)技術は岩石の割れ目修復分野で応用の展望を示しているが、異なる微生物修復方法の比較研究は限られている。色差検出、炭酸カルシウム沈殿量の測定、および直接せん断試験により、単相注入法、二相注入法、微生物泥法、岩粉充填法および岩粉核生成法の5つの微生物修復方法の岩石割れ目修復効果を比較した。走査型電子顕微鏡(SEM)とエネルギースペクトル分析(EDS)を用いて、微生物による岩石割れ目の修復機構を研究した。結果は、岩粉充填法が原岩の岩粉を割れ目内に固定し、割れ目修復部と原岩の色差を最小化することを示した。微生物泥法は割れ目内の炭酸カルシウムの沈着量が最も多く、単相注入法と岩粉核生成法は最も少なかった。二相注入法と岩粉充填法はせん断強度が最も優れ、微生物泥法は最も低かった。微視的解析により、MICP技術は岩石割れ目表面に緻密な炭酸カルシウムの結合層を形成し、試料の剪断破壊は炭酸カルシウム結合体内部の孔隙で発生することが判明した。総合的にみて、二相注入法と岩粉充填法が岩石割れ目修復に最も効果的であることが示された。

关键词

微生物誘導炭酸塩沈殿;岩石割れ目;注入法;微生物泥法;岩粉充填法;岩粉核生成法

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