浙江大学学报(工学版)

浙江大学学报(工学版), 2025, 59(11): 2336-2351 doi: 10.3785/j.issn.1008-973X.2025.11.013

交通工程、土木工程

微生物矿化裂隙岩体加固及其应用研究进展

李作勇,, 吴创周,, 何稼, 成亮, 张丰收

1. 浙江大学 海洋学院，浙江 舟山 316021

2. 河海大学 土木与交通学院，江苏 南京 210024

3. 江苏大学 环境与安全工程学院，江苏 镇江 212013

4. 同济大学 土木工程学院，上海 200092

Advance in microbial mineralization for fractured rock mass reinforcement and its application

LI Zuoyong,, WU Chuangzhou,, HE Jia, CHENG Liang, ZHANG Fengshou

1. Ocean College, Zhejiang University, Zhoushan 316021, China

2. College of Civil and Transportation Engineering, Hohai University, Nanjing 210024, China

3. School of the Environment and Safety Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang 212013, China

4. College of Civil Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China

通讯作者: 吴创周，男，研究员. orcid.org/0009-0008-6786-5320. E-mail: ark_wu@zju.edu.cn

收稿日期: 2024-10-25  

基金资助: 国家自然科学基金资助项目（42177141）.

Received: 2024-10-25  

Fund supported: 国家自然科学基金资助项目（42177141）.

作者简介 About authors

李作勇（1999—），男，博士生，从事微生物岩土材料和工程的研究.orcid.org/0009-0009-8327-1837.E-mail:lizuoyong@zju.edu.cn , E-mail：lizuoyong@zju.edu.cn

摘要

为了推动微生物诱导碳酸盐沉淀（MICP）技术在裂隙岩体加固中的工程应用，介绍了该技术的主要影响因素，归纳分析典型应用实例，探讨当前面临的技术挑战. MICP技术在提高裂隙岩体强度与降低渗透性方面表现显著，其加固效果受注浆溶液、环境条件、裂隙特征及注浆工艺等因素共同影响. 结合当前研究，总结了MICP技术在二氧化碳地质封存、尾矿治理、石质文物保护及石油开采等领域的应用现状，讨论了该技术在沉积均匀性、长期稳定性和经济性方面的挑战. 未来的研究应结合室内与现场试验，优化菌株性能与注浆工艺，降低成本，并开发精确的多场耦合模型，以推动MICP技术在复杂地质条件下的实际应用.

关键词： 微生物诱导碳酸盐沉淀(MICP) ; 裂隙岩体加固 ; 裂隙封堵 ; 注浆技术

Abstract

The key influencing factors were introduced, representative application cases were analyzed, and current technical challenges were discussed in order to promote the engineering application of microbially induced carbonate precipitation (MICP) for reinforcing fractured rock masses. MICP proved effective in enhancing rock strength and reducing permeability, with its performance influenced by factors such as grouting solution composition, environmental conditions, fracture characteristics, and grouting procedures. The application of MICP in CO2 geological sequestration, mine tailings remediation, stone heritage preservation, and petroleum extraction was reviewed based on recent research, while identifying challenges related to deposition uniformity, long-term stability, and economic feasibility. Future research should integrate laboratory and field experiments, optimize microbial strain performance and grouting strategies, reduce costs, and develop accurate multi-physics coupling models in order to enable practical implementation under complex geological conditions.

Keywords： microbially induced carbonate precipitation (MICP) ; fractured rock mass reinforcement ; fracture sealing ; grouting technology

PDF (3596KB) 元数据 多维度评价 相关文章 导出 EndNote| Ris| Bibtex  收藏本文

本文引用格式

李作勇, 吴创周, 何稼, 成亮, 张丰收. 微生物矿化裂隙岩体加固及其应用研究进展. 浙江大学学报(工学版)[J], 2025, 59(11): 2336-2351 doi:10.3785/j.issn.1008-973X.2025.11.013

LI Zuoyong, WU Chuangzhou, HE Jia, CHENG Liang, ZHANG Fengshou. Advance in microbial mineralization for fractured rock mass reinforcement and its application. Journal of Zhejiang University(Engineering Science)[J], 2025, 59(11): 2336-2351 doi:10.3785/j.issn.1008-973X.2025.11.013

作为一种新兴的地质工程技术，微生物矿化技术近年来因其在裂隙岩体加固、防渗领域的应用潜力而受到广泛关注. 该技术通过微生物在特定环境下的代谢活动，诱导矿物质沉淀，从而生成矿化产物以增强岩体的稳定性和抗渗性能[1-3]. 在这一过程中，微生物通过改变局部化学环境，促进碳酸盐矿物的过饱和沉淀. 这些沉淀在裂隙或孔隙中形成颗粒填充和桥接结构，从而实现加固与密封[4].

微生物不仅可作为矿物成核的媒介，还能通过调控局部地球化学条件加速矿物沉淀[5]. 其中，基于微生物诱导尿素水解生成碳酸盐沉淀的MICP技术(microbially induced carbonate precipitation)是当前研究最广泛且应用潜力最大的微生物矿化方法[6-11]. MICP技术通过低黏度水溶性流体实现矿化沉淀，特别适用于小孔径裂隙的密封. 与传统的高黏度流体(如水泥浆)相比，该技术具有注浆黏度低、过程可控、环境友好以及生成矿化物质稳定等优点. MICP技术在多个领域展现了广泛的应用潜力，包括地质封存工程中井筒和裂隙密封以降低二氧化碳泄漏风险[12-13]，矿山尾矿回填[14-15]及重金属污染治理[16-17]，地层高渗透区裂隙封堵以提升石油采收率[18-19]，以及石质文物的修复与保护[20-21]等.

本文系统梳理了微生物矿化技术在裂隙岩体加固、防渗及相关领域的研究进展，重点阐述了MICP技术的裂隙岩体加固影响因素与工程特性，分析其在二氧化碳封存、石油开采、尾矿治理及文物保护等领域的具体应用，探讨了其面临的主要技术难题与未来发展方向，以期为该技术的深入研究和实际推广提供理论与实践参考.

1. 裂隙岩体加固的影响因素与工程特性

1.1. 影响因素

MICP技术通过脲酶细菌催化尿素水解，产生碳酸根离子(CO32−)，并与钙离子(Ca2+)结合形成碳酸钙沉淀，进而填充裂隙并增强岩体强度(见图1). 其主要化学反应如下：

图 1

新窗口打开| 下载原图ZIP| 生成PPT

图 1   基于 MICP 的微生物矿化机理示意图

Fig.1   Schematic diagram of microbial mineralization mechanism based on MICP


MICP技术在裂隙岩体加固中的效果受到微生物注浆溶液、环境因素、裂隙特征、注浆工艺等因素的综合影响(见图2). 这些因素相互作用，共同决定碳酸钙的沉积效率、分布特性及裂隙加固效果.

图 2

新窗口打开| 下载原图ZIP| 生成PPT

图 2   MICP封堵裂隙的影响因素

Fig.2   Influencing factors of fracture sealing by MICP


1.1.1. 微生物注浆溶液

微生物注浆溶液通常由能够产生脲酶的细菌悬液和由尿素与钙源组成的胶结液共同构成. 细菌种类与活性是MICP技术的核心驱动因素，对碳酸钙沉淀的效率、晶体特性及裂隙修复效果具有直接影响[22-23]. 程雷等[24]开展砂柱和裂隙岩体固化试验，结果表明，蜡样芽孢杆菌在改善岩体渗透性能和抗剪性能方面优于巴氏芽孢杆菌. 此外，不同细菌密度对CaCO3晶体的生成特性具有显著影响. 在低密度条件下，晶体沉淀速率较慢，但生成的晶体尺寸较大，更适合胶结较大的孔隙和颗粒. 在高密度条件下，尽管沉淀速率加快，但易生成不稳定的形式(如无定形CaCO3)，从而削弱裂隙修复的效果[25].

胶结液的成分和浓度对MICP过程中碳酸钙的沉积效率及裂隙修复效果至关重要. 常用的胶结液由尿素和钙源混合溶液组成，不同钙源决定了碳酸钙晶体的类型与稳定性. 例如，当以氯化钙为钙源时，可以生成稳定的六面体方解石晶体，是最常用的选择；当以醋酸钙为钙源时，则倾向于生成针状文石晶体[26].

一般认为胶结液浓度越高，沉淀效率通常越高，但过高的钙离子浓度可能抑制细菌的脲酶活性，降低矿化效果[27]. 此外，胶结液浓度对沉淀速率和分布特性具有重要的调控作用[28]. 低浓度胶结液生成的晶体尺寸较小且分布均匀，有利于深部裂隙的修复. 高浓度胶结液虽然能够加快沉积速率，但易导致裂隙入口区域过度团聚沉积，影响深部修复效果.

1.1.2. 环境因素

pH值、温度和压力是影响MICP过程的关键环境因素. pH值决定了酸碱化学平衡，对溶解离子物种的存在形式具有重要影响，同时直接影响脲酶活性. Lai等[29]的研究表明，较低的pH值会延长反应延迟时间，降低碳酸钙的沉淀效率. 在适宜的pH范围(脲酶4.5~7.0，细菌4.0~7.0)内，碳酸钙的生成量和分布较稳定.

温度通过调节酶的催化效率及碳酸钙的溶解性，对裂隙修复效果产生间接的影响. 研究表明，20~37 ℃为脲酶和细菌代谢活性的最佳温度范围，低于这一范围会导致矿化效率显著下降[2, 30]. 为了克服低温条件下的修复效率不足，研究人员通过优化营养液配方，增大了低温条件下的沉淀量[31].

关于高压环境对MICP裂隙岩体修复效果的研究较少，但Mitchell等[32]的研究表明，脲酶菌能够在高压环境中生长并有效封堵裂隙. 压力可能通过影响细菌活性和裂隙孔径，对修复效率产生复杂作用. 未来研究须进一步揭示高压环境下的裂隙封堵机制，特别是在高温、高压、高盐等复杂地质条件下的耦合作用.

1.1.3. 裂隙特征

裂隙的几何特征(如孔径和表面粗糙度)对碳酸钙沉积的分布模式和修复效果具有重要影响. Peng等[33]通过巴西劈裂柱试验，制作裂隙孔径分别为1.0、1.5、2.0和2.5 mm的红砂岩裂隙试样. 研究发现，MICP灌浆后，裂隙封堵效果随孔径增大而有所改善. 这是因为较大的裂隙为碳酸钙晶体提供了更多的沉积空间；同时，较大的裂隙更容易形成流动通道，从而延缓裂隙的完全密封[34]. Zhong等[35]的研究表明，MICP修复裂隙的临界宽度通常小于3.2 mm；当裂隙宽度超过此范围时，修复效率明显降低. 针对大孔径裂隙，通过优化注浆策略(如裂隙内填砂)，可以有效地改善修复效果[36].

裂隙表面粗糙度对沉积效果具有双重影响. 一方面，适度的粗糙度提供更多的附着点，有助于碳酸钙晶体的沉积和桥接；另一方面，过高的粗糙度可能导致局部沉积过多，降低整体的修复均匀性[34]. 例如，Peng等[33]研究发现，当裂隙粗糙度从0.414 mm增加至0.873 mm时，裂隙修复率从27.06%提升至33.55%. 此外，粗糙表面会形成低速区，进一步促进碳酸钙的沉积[5, 33].

1.1.4. 注浆工艺

注浆工艺主要包括调节注浆速率和改变注浆方式. 注浆速率决定了溶液在裂隙中的分布模式和碳酸钙沉积的均匀性. 在流动条件下，碳酸钙的沉积逐渐缩小裂隙孔径，并改变局部流体速度，两者之间形成反馈机制[5]. 低速注浆有助于提高沉积的均匀性，但可能在裂隙入口处过早堵塞；高速注浆虽然增强了流体输送能力，但由于剪切力较大，可能抑制深部区域的沉积[37].

不同的注浆方式直接影响矿化沉积物的产量和空间分布. 目前，MICP裂隙修复主要采用一相注浆和两相注浆. 一相注浆是将细菌溶液与胶结溶液混合后同步注入[29, 38]. 由于反应速度较快，碳酸钙沉积通常集中在裂隙入口，导致深部区域的修复效率低且分布不均[39]. 相比之下，两相注浆方法通过分阶段注入细菌溶液和胶结溶液. 该方法先让细菌附着在裂隙表面，然后注入胶结溶液以触发碳酸钙的沉淀[25, 40]. 两相注浆能够显著地改善沉积均匀性，减少入口区域堵塞，提升深部区域的沉积效果[5, 41]. 在实际应用中，考虑到裂隙网络的复杂性及工程条件的限制，两相注浆因其更高的深部修复能力和更均匀的沉积分布，已成为首选策略[42].

1.2. 工程特性

地壳岩石中的裂隙广泛分布，这些裂隙主导了岩体的水力学和力学行为[43]. 在高应力、高孔隙压力和工程扰动的共同作用下，裂隙岩体易发生剪切破坏和失稳，对地下工程的稳定性和安全性构成威胁[44-46]. MICP技术通过裂隙注浆，能够有效改善岩石的力学性能和渗透特性(见表1).

表 1   MICP 技术在裂隙岩体加固中的力学与渗透性能表现

Tab.1  Mechanical and permeability performance of MICP technology in rock fracture restoration

试验类型试验简述力学性能渗透性能来源
孔隙率：7.27%~19.45%采用多阶段注浆方法(含固定液)，进行2~10次灌浆循环处理，一次循环后反向注入.低强度砂岩：UCS、弹性模量、脆性指数分别提高 229%、179%、177%.
高强度砂岩：UCS、弹性模量、脆性指数分别提高22%、14%、12%.		低强度和低强度砂岩渗透系数分别降低96%、99%.文献[47]
隙宽约为0.3 mm，长度为36 mm采用多阶段注浆法，注入流速为0.5 mL/min，共进行16、17次循环处理.峰值剪切强度从125 kPa提升至733 kPa.渗透系数从10−3 m/s降至10−7 m/s，下降4个数量级.文献 [48]
隙宽为0.31~0.74 mm(含分支裂隙)采用单相注浆法，注入速率为20 mL/min，总注入体积为0.5 L.—主裂隙的表观愈合率均为80%~96.3%. 处理前渗透系数约为10−1 m/s，处理后降至10−4 m/s以下，降低3、4个数量级.文献 [48]
隙宽为0.60~0.70 mm，长度为40 cm采用单相注入法进行2次灌浆处理，注入速率为20 mL/min或40 mL/min.—生物注浆2 d后渗透系数降低3个数量级.文献 [49]
隙宽为1 mm，长度为100 mm采用多阶段注浆方法(含固定液)，进行10次灌浆循环处理.切应力增加26%~40%，剪切刚度提高70%.渗透系数从10−5 m/s降至10−7 m/s，降低2个数量级.文献 [40]
隙宽为1.0~2.5 mm，长度为100 mm
采用单相注浆法进行8次灌浆循环.—未处理样本渗透系数为0.1536~0.4342 m/s，处理后降至3×10−5~5×10−5 m/s，降低4个数量级.文献 [33]
裂隙长50 mm采用多阶段注浆方法(含固定液)，共进行15次灌浆循环，注浆速率为0.5 mL/min.—单位时间渗流量下降80.31%~90.04%，渗透系数降至10−8m/s数量级.文献 [44]
节理面倾角为0°~75°采用单相注浆法方法，每 24 h注入 加固溶液20 mL，共加固20 d.MICP 修复后样品的偏应力比修复前增加了50%.—文献 [38]
岩石裂隙：地下25 m深，倾角约为25°采用多阶段注浆方法(含固定液)，结合COMSOL Multiphysics数值
建模.		—注入点附近导水系数降低 >99%，2 m距离处降低约 35%文献[3]
井筒裂隙：
井深为340.8 m		采用多阶段注浆方法(含固定液)，注入25次尿素/钙溶液和10次微生物悬液.15 min内注入压力从处理前的42%衰减至18%.注水速率从0.29 m³/h 降至0.011 m³/h.文献[50]

新窗口打开| 下载CSV


实验室研究表明，MICP通过填充裂隙和孔隙，提高了岩体的抗压强度、抗剪强度和弹性模量. 在低强度砂岩中，注浆处理使单轴抗压强度(UCS)、弹性模量和脆性指数分别增加了229%、179%和177%；在高强度砂岩中，增幅仅为22%、14%和12%[47]. 对于宽度约为0.3 mm的花岗岩裂隙样品，裂隙区域方解石桥接率的增加提升了峰值剪切强度，从125 kPa提高至733 kPa[48]. 宽度为1 mm的裂隙砂岩注浆处理后，切应力增大了26%~40%，剪切刚度提升了70%[40]. 在节理砂岩的加固实验中，注浆改变了节理倾角为15°~45°的样品的破坏模式：修复前为沿结构面的剪切滑移，修复后转变为岩块剪切破坏[38].

在渗透性方面，MICP注浆处理可以显著减小裂隙岩石的渗透系数，通常减小2~4个数量级，处理后渗透系数可以降至10−8~10−4 m/s. 例如，对于宽度约为0.3 mm的花岗岩裂隙样品，多阶段注浆(16、17次)后，超过67%的孔隙实现填充，渗透系数从10−3 m/s降至10−7 m/s[48]. Peng等[33]采用单相注浆法进行8次灌浆，宽度为1.0~2.5 mm的单裂隙砂岩渗透系数从0.153 6~0.434 2 m/s降低至3×10−5~5×10−5 m/s. Dong等[49]的研究表明，含分支裂隙的粗糙砂岩样品经注浆处理后，主裂隙的表观愈合率均超过80%，裂隙渗透性由10−1 m/s降至10−4 m/s. 此外，对于较长的裂隙(宽度为0.60~0.70 mm，长度为40 cm)，通过调整注浆速率，仅用2天即可使裂隙渗透系数降低3个数量级[23].

作为新兴的裂隙封堵技术，MICP已在现场工程中进行了初步尝试. 例如，在深井裂隙处理中，Phillips等[50]采用多阶段注浆技术，将裂隙注水速率从0.29 m3/h降低至0.011 m3/h，同时注入压力从42%衰减至18%. Cuthbert等[3]在25 m深 的地下裂隙中通过MICP技术使注浆点附近的导水系数降低了99%以上，距离注浆点2 m的裂隙导水系数降低了35%. 尽管MICP技术取得了一定的进展，目前的研究仍以实验室试验为主，微生物灌浆施工经验较有限.

2. 微生物加固无损检测技术

当评估微生物矿化裂隙岩体的加固效果时，采用合适的检测方法至关重要. 传统的检测方法包括岩石力学测试和渗透性测试. 岩石力学测试常通过压缩试验、剪切试验和拉伸试验等手段，评估加固前、后的岩石强度与变形性能[51-52]. 渗透性测试用于测量岩石的渗透率和渗透系数，以评估渗透性能[23, 37, 53]. 这些方法通常需要采集大量的岩样，存在破坏性较大和精度有限的局限性，特别是在微观尺度上难以提供详尽的信息.

为了克服这些局限性，多种无损检测技术被引入微生物矿化加固研究中，包括超声波(ultrasonic pulse velocity, UPV)、电阻率层析成像(electrical resistivity tomography, ERT)、核磁共振(nuclear magnetic resonance, NMR)及X射线计算机断层扫描(X-ray computed tomography, X-CT)等.

2.1. 超声波技术

超声波技术(UPV)是无损检测手段，通过测量声波在介质中的传播速度和衰减特性，评估材料内部结构和物性参数的变化.

Jongvivatsakul等[54]利用UPV，监测人工裂隙砂浆样品在MICP修复过程中的结构变化. 实验中，裂隙样品每日施加微生物溶液和尿素溶液，并持续20 d监测UPV值. 结果显示，UPV值从1 530 m/s逐步提高至2 760 m/s，表明裂隙内碳酸钙沉淀显著增强了材料密实性和弹性模量. 通过将UPV值与裂隙宽度的变化进行比较，发现两者呈显著的负相关关系，证实了超声波技术在检测裂隙愈合过程中的高效性(见图3). 图3中，vupv为超声波速，W为裂缝宽度.

图 3

新窗口打开| 下载原图ZIP| 生成PPT

图 3   超声波技术在裂隙砂浆样品MICP修复过程中的应用[54]

Fig.3   Application of ultrasonic technology in monitoring MICP repair process of cracked mortar sample[54]


此外，Phillips等[50]使用超声波成像技术(ultrasonic imaging tool, USIT)，对井筒裂隙的MICP灌浆效果进行评估. 通过发射超声波脉冲并分析回波信号衰减速率，生成水泥-套管界面的黏结状态图像. 测试结果显示，处理前约40%的环形间隙区域缺乏固体填充，MICP处理后回波信号强度显著增强，表明水泥与套管界面的填充质量得到改善.

2.2. 电阻率层析成像技术

电阻率层析成像技术(ERT)通过测量材料内部的电阻率分布，动态评估裂隙修复过程中的孔隙特性和沉淀物分布. Zhang等[55]采用ERT技术，监测MICP处理期间砂柱内溶液迁移及碳酸钙沉淀分布(见图4). 图4中，${{\rho }_{\text{c}}} $为电阻率，w(CaCO3)为CaCO3质量分数. 研究发现，电阻率的空间分布直观反映了尿素水解和CaCO3沉淀的动态过程，最终电阻率与沉淀碳酸钙的分布密切相关. 杨海清等[56]将ERT技术应用于文物保护领域，研究砂岩质文物中的毛细水迁移规律. 结果表明，砂岩中的可溶盐溶液降低了电阻率，湿润锋的电阻率变化与文物表面盐结晶的劣化区域大致重合.

图 4

新窗口打开| 下载原图ZIP| 生成PPT

图 4   电阻率层析成像技术在砂柱样品MICP加固过程中的应用[55]

Fig.4   Application of electrical resistivity tomography in monitoring MICP reinforcement process of sand column sample[55]


ERT技术在实际岩石工程中的应用面临挑战，例如长距离成像需要大量的电极布置和长电缆，可能干扰其他施工活动[55]. 此外，测量精度易受电极接触不良、设备误差及环境因素(如湿度、盐度变化)的影响.

2.3. 核磁共振与X射线计算机断层扫描技术

核磁共振(NMR)技术通过测量岩石横向弛豫时间(T2)的分布，反映孔隙结构的动态变化. Gao等[57]利用NMR分析裂隙砂岩的MICP修复过程发现，修复时间越长，大孔隙数量和尺寸逐渐减少.

利用X射线计算机断层扫描(X-ray computed tomography, X-CT)技术，能够生成岩石三维结构的高分辨率图像，用于观察裂隙形貌和晶体分布. Tobler等[48]通过X-CT和电子显微镜发现，67%以上的花岗岩裂隙孔隙被方解石填充，晶体在裂隙两侧生长并桥接孔隙. Minto等[58]结合X-CT和示踪剂技术，研究MICP修复过程中大理石的流体输运特性及孔隙率变化，推导得到岩心尺度下的流体行为模型.

MICP加固裂隙岩体是复杂的生物化学过程，微生物、矿化产物与流体之间的相互作用决定了裂隙封堵的水力学行为[23]. 这些相互作用发生在孔隙和裂隙内部，影响细菌与胶结溶液的运输过程，决定碳酸钙晶体的分布特征[58]. 目前尚无专门针对MICP裂隙岩体加固的测试技术. 利用多种现有的测试手段进行实时监测，结合先进的数值模拟和人工智能算法，有望进一步提高检测精度与效率，为优化加固策略及提升MICP技术的实际应用效果提供支持[54-56].

3. 工程应用潜力

众多室内和现场研究表明，以微生物诱导碳酸钙沉淀（MICP）为核心的微生物成矿裂隙岩体加固技术，凭借注浆黏度低、过程可控、环境友好及生成矿化物质稳定等优点，在裂隙岩体加固和防渗方面具有显著优势. 目前，MICP技术已在二氧化碳地质封存、尾矿治理、石油开采和石质文物保护等领域开展了应用研究，并在部分场景中进行了现场试验.

3.1. 二氧化碳封存

地质封存技术被认为是减少二氧化碳排放的重要途径，主要包括深部咸水层封存、二氧化碳驱油驱气封存以及二氧化碳驱替煤层气封存[59]. 由于地质结构的复杂性、温压变化、构造活动以及二氧化碳注入后引发的地球化学反应，地质封存工程仍面临泄漏风险[60].

与传统的水泥基修复浆液相比，MICP浆液因其低黏滞性和接近水的流动特性，更容易渗透到目标裂隙区域[18, 37]. 通过优化注浆策略，可以在恒定流动条件下将裂隙渗透性降低3个数量级[8]. Wu等[1, 39]利用一维和二维微生物注浆装置研究裂隙宽度、流速和流态对碳酸钙沉积的影响，建立碳酸钙沉积量与渗透性之间的定量关系(见图5(a)). 图5(a)中，u为流速，d为等效裂隙开度，k/k0为相对渗透系数.

图 5

新窗口打开| 下载原图ZIP| 生成PPT

图 5   微生物矿化在二氧化碳封存中的应用

Fig.5   Application of biomineralization in carbon dioxide sequestration


当储层中注入超临界CO2时，高压条件可能激活原有裂隙或引发断层活动，增加泄漏风险[12-13]. Mitchell等[32, 61]提出利用生物膜与微生物成矿作用封堵裂隙的方案. 实验表明，在高压CO2环境下，接种微生物可以使砂岩孔隙的渗透性降低95%以上，并在超临界CO2长期暴露中保持稳定(见图5(b)). 图5(b)中，t为处理时间，k为渗透系数. 进一步研究证实，在高压(7.5 MPa)和超临界CO2条件下，微生物诱导矿化过程能够正常进行[62]. 此外，Landa-Marbán等[13]开发了数学模型，用于模拟MICP技术在地质封存条件下的封堵过程. 模拟结果表明，通过优化注浆策略，可以实现选择性封堵，降低盖层渗透性而不显著影响储层渗透性. 为了简化计算，该模型未充分考虑细菌的生物行为及CO2对沉积物的酸蚀效应.

MICP技术是地质二氧化碳封存项目中的井筒泄漏密封的潜在方案之一. Phillips等[12]利用生物膜诱导碳酸钙沉积技术，对直径为74 cm的砂岩芯进行修复. 结果表明，利用该技术，显著降低了裂隙岩心的渗透率，使井筒的压力承载能力提升至初始压裂时的3倍(见图5(c)). Phillips等[18, 50]进一步研究验证了MICP技术在降低井筒附近破碎带渗透性方面的有效性. 此外，Kirkland等[60]研究在受CO2影响的盐水环境中，微生物注浆对裂隙封堵效果的影响. 实验结果显示，碳酸钙沉积导致注入能力下降94%，实验结束11个月后的测井结果表明，封堵区域内的固体仍然保持稳定.

目前，MICP技术在二氧化碳储层裂隙和井筒裂隙修复中的研究尚处于初步阶段. 储层裂隙的复杂性和动态变化对修复效果带来了诸多挑战，如裂隙网络的不均匀性、孔隙结构的复杂性及局部流体条件对微生物输运和碳酸钙沉积的影响[12, 60]. 此外，超临界CO2环境中的高压高温可能削弱微生物活性，降低矿化效率，影响沉积物的长期稳定性[32, 61]. 未来研究可以重点关注以下方面：开发适应高压高温环境的高效菌株，优化注浆工艺以适应复杂裂隙网络，构建精确的矿化过程模型，探索MICP技术与其他封堵方法的协同应用.

3.2. 矿山尾矿治理

矿山尾矿的高效治理是采矿业可持续发展的关键. 尾矿不仅占据大量土地，还可能引发环境污染和生态退化，特别是重金属污染对周边水体和土壤的威胁尤为严重[63-64]. 矿山充填技术是尾矿资源化利用的重要手段，然而传统的水泥基黏结剂存在高能耗、高碳排放的问题[27].

MICP技术通过微生物诱导生成碳酸钙晶体，能够有效固定矿渣、矿石碎石和其他地下材料，形成稳定的充填体. Guo等[14]利用菌株驯化获得适应固体废物煤矸石的巴氏芽孢杆菌，提出基于微生物矿化的煤矸石地下回填材料(见图6(a)). 实验表明，通过循环灌注MICP注浆溶液，可以将松散的煤矸石结合成一个整体. Deng等[27]观察到微生物灌浆回填样品的单轴抗压强度随着碳酸钙质量分数的增加呈线性增长(见图6(b))，最高可达25.12 MPa，这将降低尾矿坝坍塌的风险. 图6(b)中，${{\sigma }_{\text{c}}} $为无侧限抗压强度. Wang等[65]的研究发现，由于细菌注入分布不均，导致局部区域CaCO3沉淀不足，固化煤矸石样品顶部和底部的强度差异显著(见图6(c)).

图 6

新窗口打开| 下载原图ZIP| 生成PPT

图 6   微生物矿化在矿山尾矿治理中的应用

Fig.6   Application of biomineralization in mine tailing management


试样均匀性问题是制约微生物矿化技术发展的主要瓶颈之一[66]. Lu等[15]通过对比MICP混合法和灌浆法可知，混合法在提高尾矿样品的均匀性方面更具优势，抗剪强度提升了1.39到2.9倍(见图6(d)). 图6(d)中，c为黏聚力，$\varphi $为内摩擦角. 混合法克服了尾矿细颗粒渗透性低的问题，避免了样品内部细菌分布不均的问题. 此外，Jin等[67]通过结合好氧菌和兼性厌氧菌的MICP处理方式，在尾矿砂中实现了更大的CaCO3沉淀量和更均匀的分布效果，提高了固化材料的强度和稳定性(见图6(e)). 图6(e)中，τ为剪切强度.

通过直接沉淀或共沉淀，MICP能够有效地降低尾矿中重金属的可溶性和迁移性. 在直接沉淀的过程中，二价重金属(如Cu2+、Pb2+、Cd2+、Zn2+)可以与碳酸根结合，生成金属碳酸盐. 在共沉淀过程中，重金属通过Ca2+置换被纳入方解石晶格结构中[68]. 例如，Niu等[17]通过加入偏高岭土和枯草芽孢杆菌(MBS)，对铀尾矿进行MICP固化处理(见图6(f)). 图6(f)中，N为注浆循环次数，${{\rho }_{\text{U}}} $为渗滤液中U的质量浓度，Re为Rn排出率. 结果表明，随着注浆周期的延长，在MICP和MBS-MICP处理后，尾矿中U固定率和氡析出率分别下降了12.6%和0.8%，MBS的掺入进一步提高了固化效果. 许燕波等[69]通过碳酸盐矿化菌与尿素制备修复剂，并将其应用于污染土壤(面积为1 000 m2，深度为20 cm). 结果表明，利用该方法，显著降低了土壤中的交换态重金属浓度，其中交换态As、Pb、Cd、Zn和Cu的最大去除率达到83%.

细菌对重金属的耐受性是MICP技术在尾矿修复中的关键因素. 研究主要集中在分离和鉴定具有高脲酶活性、强方解石生成能力及重金属耐受性的微生物[68]. 例如，Achal等[70]从中国乌鲁木齐矿区分离出一株本地矿化菌，脲酶活性达到472 U/mL，在铜污染土壤修复实验中实现了95%的铜去除率. Proudfoot等[16]探讨了利用环境细菌富集促进矿山废渣中微生物诱导碳酸盐沉淀的可行性(见图6(g)). 显微镜和SEM-EDS分析表明，所有样品表面均形成CaCO3涂层，大部分样品中的Cd、Pb和Zn质量浓度均显著降低.

综上所述，MICP通过矿化生成的碳酸钙晶体，能够显著提高固化尾矿的强度(单轴抗压强度最高可达25 MPa)，通过共沉淀机制有效固定重金属离子，降低重金属的可溶性和迁移性，实现对Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Sr、As等多种重金属污染尾矿的稳定化处理[68, 65]. MICP技术的实际推广面临以下主要挑战.

1)培养基成本. 当前研究多集中于实验室阶段，高成本的培养基是技术应用的主要限制之一. 为了降低成本，研究者建议使用工业废弃物、食物垃圾或人类和动物粪便作为碳氮源，减少培养基成本[71].

2)菌株适应性. 尾矿的物理化学特性因采矿地点和矿物类型而显著不同，对MICP技术的适用性构成挑战[72]. 此外，在重金属污染环境中，外源菌株可能因毒性作用及与原生菌群的竞争而活性受限. 通过激活尾矿土壤中的原生菌群，筛选适应性强的本地菌株，不仅能够提升技术的适用性，还可以实现生态恢复[16].

3)长期稳定性. 尾矿环境可能诱导生成不同晶型的碳酸钙(如文石和球霰石)，这些晶型在稳定性及力学性能方面存在差异[71, 73]. 目前研究的时间跨度通常较短，难以评估MICP处理的长期效果，特别是在冻融循环和干湿循环下的性能表现[68].

3.3. 石质文物保护

文物是人类文明的重要遗产，承载着丰富的历史、艺术和社会文化价值. 自然环境(如风化、湿度、酸雨等)和人类活动的长期影响正加速许多文物的劣化，部分文物甚至濒临消失[74-76]. 石质文物保护材料须同时满足强度适配性、耐久性、渗透性及与文物外观兼容性等多方面的要求[77]. 传统修复材料如有机聚合物和传统砂浆，存在溶解盐析出、潜在毒性以及在极端环境下性能下降等问题[78].

MICP技术为石质文物保护提供了创新解决方案. 通过微生物诱导矿化生成方解石晶体层，利用MICP技术能够修复裂隙，增强抗风化性能和力学稳定性[79-81]. 与传统的化学修复方法相比，MICP技术在材料兼容性、环境友好性及文物外观保护方面表现出显著优势. Rodriguez-Navarro等[81]发现，黏球菌诱导生成的方解石晶体通过外延生长附着于石材基体，其在成分和结构上与原始晶体高度兼容，从而改善了石材的物理性能. Jroundi等[76]在修道院石墙的原位修复中，利用脲酶细菌生成矿化层，不仅成功填补裂隙并提升了抗风化性能，还保持了文物的视觉完整性.

国内研究进一步推动了MICP技术在文物保护领域的应用. 杨钻等[36, 82]开发了高强度微生物砂浆，单轴抗压强度最高可达55 MPa(见图7(a))，较传统砂浆表现出更优异的抗拉强度和耐久性能，并成功用于布达拉宫附属建筑外墙的修复(见图7(b)). 图7(a)中，$\sigma $为压力，$\xi $为应变. 此外，针对高寒地区的保护需求，李琼芳等[75]筛选了适应低温环境的嗜冷型菌株，通过喷涂技术生成方解石晶体层，降低吸水性并显著增强抗冻性能. Yang等[83]针对传统石质文物修复材料的不足，提出基于微生物诱导碳酸盐沉淀技术的活性氧化镁生物碳化方法，通过优化微生物修复砂浆的粒径分布，提高材料的抗压强度和耐候性，并将其应用于大足石刻千手观音区域的模型修复(见图7(c)).

图 7

新窗口打开| 下载原图ZIP| 生成PPT

图 7   微生物矿化在文物保护中的应用

Fig.7   Application of biomineralization in cultural heritage preservation


裂隙修复是石质文物保护中常见的难题，而MICP注浆技术因其低黏度和高渗透性，能够有效填充石质文物中的细小裂隙. 何建宏等[84]利用MICP技术修复汉白玉石梁裂隙，CT扫描结果显示裂隙得到填充，修复后的抗折强度恢复至原有水平的35.12%(见图7(d)). 张建伟等[85]通过添加脱脂奶粉改进MICP技术，发现该添加剂能够改变碳酸钙晶型，将原有8.3%的球霰石完全转化为方解石. 抗折试验结果显示，利用改进后的MICP技术，能够修复并加固古建筑砖石，抗折强度达到原始砖石的121.69%(见图7(e)). 图7(e)中，Rc为抗折强度，Sr为修复后的砖块抗折强度与完整砖块抗折强度的比值，Y表示原状砖石，L表示带裂缝砖石，XA表示EICP修复试块，XB表示EICP+脱脂奶粉修复试块，XC表示MICP修复试块，XD表示MICP+脱脂奶粉修复试块. 此外，Mu等[21]在南京古城墙裂隙修复实验中发现，MICP处理后试样的破坏载荷和抗压强度方差较大，这表明修复效果受不确定因素的影响，而这些因素可能进一步加速砖体的劣化.

上述研究表明，利用MICP技术生成的方解石材料在微观结构、物理性能和机械性能上与文物高度相似，具备良好的兼容性. MICP溶液的低黏度和小粒径特性使其能够有效渗透并修复细小裂隙. MICP技术在文物修复领域的应用尚处于初步阶段，存在以下问题亟待解决. 1)环境适应性：文物保护常面临高湿、高盐或高酸等极端条件，可能抑制微生物活性，从而削弱修复效果[83]. 2)长期稳定性：修复后的文物可能在长期暴露于自然环境时继续受到风化和侵蚀，因此需要通过现场监测进一步验证MICP处理的耐久性[81]. 3)副产物：MICP过程中可能产生氨气或有机残留物，这些副产物可能对文物及周边环境造成潜在的不利影响. 目前，关于副产物作用机制及减缓措施的研究较少，亟须进一步探讨[74].

3.4. 石油开采

在石油开采过程中，水驱技术被广泛应用，以提高采收率. 该方法易导致高渗透通道的形成，使储层的非均质性加剧，波及效率降低，从而显著增大低渗透区的石油开采难度[19, 86-87]. 目前，普遍采用封堵剂封闭高渗透通道，以改善驱油效率并提升低渗透区的采收率[88]. Ferris等[89-92]开展了相关研究，以评估MICP技术在密封高渗透岩层方面的潜力.

与传统的微生物封堵剂如胞外聚合物(extracellular polymeric substances，EPS)相比，MICP技术展现出更高的封堵效率[19]. 较早的研究中，Ferris等[89]通过使用巴氏芽孢杆菌诱导碳酸钙沉淀，降低了疏松砂层的渗透率，并提出该技术可以用于油藏突水控制和污染物流动管理. Wu等[90]通过不同粒径的砂柱模拟非均质岩层，验证了MICP技术在提高采收率中的显著优势：粗砂柱的采收率从43.7%提升至83.4%，流体流动方向逐渐从粗砂柱转移到细砂柱(见图8(a)). 图8(a)中，V为采油体积，Rf为采收率. Song等[19, 91]利用3种不同粒度的硅砂柱作为人工岩心，研究MICP技术的封堵效果和微观机理. SEM成像结果显示，孔壁逐渐形成的碳酸钙薄膜最终有效堵塞了孔隙空间(见图8(b)). 此外，Zhong等[86]通过岩心实验揭示了MICP封堵的分阶段过程，包括初期的矿化作用、矿化与颗粒协同阻塞的中期阶段以及以物理阻塞为主的后期阶段，渗透恢复率最终超过95%(见图8(c)). 图8(c)中，Rk为驱替前后渗透率的变化与驱替后渗透率的比值，kf、kr分别为正、反向驱替渗透率.

图 8

新窗口打开| 下载原图ZIP| 生成PPT

图 8   微生物矿化在石油开采中的应用

Fig.8   Application of biomineralization in oil extraction


长期使用的井筒由于地层与井筒间的压力差异，容易出现裂隙扩展，导致油气泄漏和采收率下降[18, 42, 50]. MICP技术通过封堵裂隙提高井筒完整性，从而有效地降低泄漏风险[18, 50]. Cuthbert等[3]开展了MICP降低地下裂隙岩体渗透率的现场实验. 在处理17 h后，裂隙内生成质量约为750 g的方解石沉淀，导水系数下降了35%. Phillips等[18]将MICP技术应用于深达340.8 m的水平径向裂隙修复中(见图8(d)). 实验显示，注入流体的速率由1.9 L/min降低至0.47 L/min，井口压力的衰减速率从30%/5 min降至7%/5 min. 在此基础上，Phillips等[50]使用相同的方法，对310.0~310.57 m的水力裂隙进行修复，结果表明，修复后流体注入速率及压力衰减速率均降低. 这些研究证实了MICP注浆加固技术在深部裂隙修复中的有效性.

为了评估MICP技术在含油气环境下修复裂隙的适用性，Kirkland等[42]在美国印第安纳州的一处注水井进行现场试验. 结果表明，经过6 d的微生物处理，流体注入速率降低了约70%(见图8(e)). 为了进一步解析MICP密封裂隙的机制，Cunningham等[92]开发了数值分析模型，通过与现场实验数据对比可知，该模型预测的方解石体积和密封测试的注入压力增加与现场实验测试结果吻合较好.

尽管MICP技术在油田开采中显示出良好的效果，但其大规模推广面临多重挑战. 高温、高压、高盐等极端环境对微生物的生存能力和矿化效率提出了更高要求，高成本与复杂操作流程限制了技术的推广[18]. 实验室与局部现场试验虽然取得成功，但在不同地质条件下的长期稳定性和适用性尚未得到系统的验证[42, 92]. 未来研究应集中于优化菌株筛选与培养工艺，开发适配特定储层条件的注浆策略，并探索与其他增产手段的协同作用. 此外，须进一步评估技术的环境风险与生态安全性，以确保MICP技术在油气开发中的可持续应用.

4. 挑战与展望

4.1. 均匀性与耐久性

在MICP裂隙岩体加固与防渗应用中，由于裂隙几何结构复杂且不规则，反应溶液的流动受限，导致碳酸钙在裂隙中的分布往往不均匀. 这种沉积分布不均可能导致裂隙封堵的局部失效，从而影响整体结构的强度和稳定性[1, 5]. 此外，封堵材料的耐久性，包括抗渗性、抗冻性和抗侵蚀性，直接决定了MICP技术在裂隙封堵中的长期性能.

研究表明，通过优化注浆技术(如分阶段灌浆和脉冲注浆)可以有效地改善裂隙中溶液的分布，提高碳酸钙沉积的均匀性[18]. 目前针对碳酸钙沉积长期性能的研究较有限，特别是在水流冲蚀、冻融循环和酸性环境下的抗溶解性等方面.

4.2. 有害产物的控制

MICP技术中常用的尿素水解机制在矿化过程中会产生氨气和铵离子，这些副产物可能对地下水和周围环境造成不利影响[93]. 例如，铵离子残留在土体或裂隙中可能引发地下水污染，氨气的排放可能对空气质量构成威胁.

为了减少副产物的环境影响，Naveed等[93-95]提出以下策略. 1)降低尿素与胶结液的配比，以减少副产物的生成量[93]. 2)采用反硝化细菌替代脲酶菌进行矿化，能够在生成碳酸钙的同时避免铵离子的生成，从而降低潜在的污染风险[94]. 3)引入天然或合成离子交换剂和吸附剂，用于捕获并去除土壤或水体中的铵离子. 例如，通过微生物诱导磷酸铵镁沉淀替代传统的MICP技术，可以减少高达75%的氨气排放[95].

4.3. 注浆成本

MICP技术的高实施成本是其推广的主要限制因素. 这些成本主要来源于细菌培养与胶结溶液的制备，以及现场应用中的设备维护和操作费用[96]. 在实验室条件下制备1 mol/L的胶结溶液(尿素和氯化钙的物质的量相等)成本约为每升7.0~8.0元，细菌培养基成本约占总材料成本的50%~80%[97]. 在实际工程中，由于具体地质条件和修复目标的差异，尿素、钙源及生物量的需求可能显著不同，导致成本估算存在较大的波动[68].

Suer等[98]的研究指出，在不计入微生物培养及注浆时间成本的前提下，微生物注浆的费用约为水泥注浆的55%. 在将菌液制备、养护相关费用纳入考量后，MICP技术的总成本通常高于传统的化学灌浆技术. 为了降低这些成本，研究者提出了一系列优化措施. 例如，利用工业废弃物(如废糖蜜、贝壳粉)替代传统培养基作为低成本营养液和钙源[99-100].

除了材料成本的优化，提高矿化效率是降低总成本的关键. 与传统的水泥灌浆技术相比，MICP技术的矿化效率相对较低且矿化时间较长，这在一定程度上限制了MICP技术在裂隙岩体加固中的应用. 为此，研究者通过基因工程或诱变技术改良菌株，以提高尿素酶活性和环境适应性，从而加快碳酸钙沉淀过程[101]. 此外，利用各种无损监测技术(如超声波、X射线CT和电阻率成像)对注浆封堵过程进行实时监控，可以动态调整注浆策略，确保沉积均匀性，减少资源浪费.

4.4. 微生物灌浆的物理模型

MICP技术涉及生物、化学与水力学的多场耦合，其动态过程受温度、pH值、离子浓度等环境因素的显著影响. 这些因素不仅影响微生物活性与反应效率，而且会反作用于碳酸钙沉积的空间分布，进而影响整体水力和生化场的耦合机制.

为了更好地理解和预测MICP过程，研究者已构建多种简化的MICP灌浆模型. 例如，Wu等[1]利用COMSOL软件开发了二维平面流模型，用于分析水力与生化条件对碳酸钙沉积分布的影响. Minto等[8]基于OpenFOAM开发现场尺度的反应输运模型，模拟了细菌运输与附着、尿素水解及碳酸钙沉积的关键过程. 尽管已有研究取得了一定进展，但现有模型仍存在简化问题，例如未充分考虑微生物行为的动态变化和裂隙复杂几何形态的影响. 未来研究应结合室内实验与原位监测数据，优化数值模型，以提升其对实际工程条件的预测能力.

5. 结　论

（1）MICP技术通过调控微生物驱动的生物化学过程，诱导生成碳酸钙沉积，提升裂隙岩体的力学强度和抗渗性能. 该技术具有良好的材料兼容性、低能耗和环境友好等优势，已在二氧化碳地质封存、矿山尾矿治理、石质文物保护及石油开采等领域展现出广泛的应用潜力.

（2）尽管MICP技术在实验室和现场试验中取得了初步进展，但大规模应用仍面临沉积均匀性、长期稳定性、高成本、复杂环境适应性及副产物污染等挑战，需要进一步的系统化研究与改进.

（3）未来研究应结合大尺度灌浆模型试验与现场应用试验，优化菌株性能和注浆工艺，开发低成本培养基与注浆材料，并加强多场耦合模型的开发与验证，以提高MICP过程在复杂地质条件下的预测与控制能力. 同时，应探索MICP技术与无损检测技术及传统工程方法的协同应用，进一步提高技术效率，降低实施成本，推动其在裂隙岩体加固工程中的广泛应用.

参考文献

WU C Z, CHU J, WU S F, et al

3D characterization of microbially induced carbonate precipitation in rock fracture and the resulted permeability reduction

[J]. Engineering Geology, 2019, 249: 23- 30

DOI:10.1016/j.enggeo.2018.12.017      [本文引用: 4]

DENG J, DENG H, ZHANG Y, et al

Experimental study on microbial-induced calcium carbonate precipitation repairing fractured rock under different temperatures

[J]. Sustainability, 2022, 14 (18): 11770

DOI:10.3390/su141811770      [本文引用: 1]

CUTHBERT M O, MCMILLAN L A, HANDLEY-SIDHU S, et al

A field and modeling study of fractured rock permeability reduction using microbially induced calcite precipitation

[J]. Environmental Science and Technology, 2013, 47 (23): 13637- 13643

DOI:10.1021/es402601g      [本文引用: 4]

CUNNINGHAM A B, PHILLIPS A J, TROYER E, et al

Wellbore leakage mitigation using engineered biomineralization

[J]. Energy Procedia, 2014, 63: 4612- 4619

DOI:10.1016/j.egypro.2014.11.494      [本文引用: 1]

MOUNTASSIR G E, LUNN R J, MOIR H, et al

Hydrodynamic coupling in microbially mediated fracture mineralization: Formation of self-organized groundwater flow channels

[J]. Water Resources Research, 2014, 50 (1): 1- 16

DOI:10.1002/2013WR013578      [本文引用: 5]

刘汉龙, 肖鹏, 肖杨, 等

微生物岩土技术及其应用研究新进展

[J]. 土木与环境工程学报 (中英文), 2019, 41 (1): 1- 14

[本文引用: 1]

LIU Hanlong, XIAO Peng, XIAO Yang, et al

State-of-the-art review of biogeotechnology and its engineering applications

[J]. Journal of Civil and Environmental Engineering (Chinese and English), 2019, 41 (1): 1- 14

[本文引用: 1]

ZOU Y L, BAI H, SHEN F, et al

Experimental investigation on effects of bacterial concentration, crack inclination angle, crack roughness, and crack opening on the fracture permeability using microbially induced carbonate precipitation

[J]. Advances in Civil Engineering, 2021, 2021 (1): 1- 15

MINTO J M, LUNN R J, EL MOUNTASSIR G

Development of a reactive transport model for field-scale simulation of microbially induced carbonate precipitation

[J]. Water Resources Research, 2019, 55 (8): 7229- 7245

DOI:10.1029/2019WR025153      [本文引用: 2]

RAZBANI M A, JETTESTUEN E, RØYNE A

Direct pore-scale numerical simulation of microbially induced calcium carbonate precipitation

[J]. Water Resources Research, 2023, 59 (1): e2022WR032988

DOI:10.1029/2022WR032988     

彭述权, 张珂嘉, 康景宇, 等

裂隙岩体微生物阻渗机理试验研究

[J]. 长江科学院院报, 2020, 37 (9): 57- 63

DOI:10.11988/ckyyb.20190657     

PENG Shuquan, ZHANG Kejia, KANG Jingyu, et al

Experimental study on microbial impermeability mechanism of fractured rock mass

[J]. Journal of Yangtze River Scientific Research Institute, 2020, 37 (9): 57- 63

DOI:10.11988/ckyyb.20190657     

MENG H, GAO Y F, HE J, et al

Microbially induced carbonate precipitation for wind erosion control of desert soil: field-scale tests

[J]. Geoderma, 2021, 383: 114723

DOI:10.1016/j.geoderma.2020.114723      [本文引用: 1]

PHILLIPS A J, LAUCHNOR E, ELDRING J J, et al

Potential CO2 leakage reduction through biofilm-induced calcium carbonate precipitation

[J]. Environmental Science and Technology, 2013, 47 (1): 142- 149

DOI:10.1021/es301294q      [本文引用: 4]

LANDA-MARBÁN D, TVEIT S, KUMAR K, et al

Practical approaches to study microbially induced calcite precipitation at the field scale

[J]. International Journal of Greenhouse Gas Control, 2021, 106: 103256

DOI:10.1016/j.ijggc.2021.103256      [本文引用: 3]

GUO S J, ZHANG J X, LI M, et al

A preliminary study of solid-waste coal gangue-based biomineralization as eco-friendly underground backfill material: Material preparation and macro-micro analyses

[J]. Science of The Total Environment, 2021, 770: 145241

DOI:10.1016/j.scitotenv.2021.145241      [本文引用: 2]

LU T, WEI Z A, WANG W S, et al

Experimental investigation of sample preparation and grouting technology on microbially reinforced tailings

[J]. Construction and Building Materials, 2021, 312: 125458

DOI:10.1016/j.conbuildmat.2021.125458      [本文引用: 2]

PROUDFOOT D, BROOKS L, GAMMONS C H, et al

Investigating the potential for microbially induced carbonate precipitation to treat mine waste

[J]. Journal of Hazardous Materials, 2022, 424: 127490

DOI:10.1016/j.jhazmat.2021.127490      [本文引用: 3]

NIU Q J, LI C G, LIU Z Z, et al

Solidification of uranium mill tailings by MBS-MICP and environmental implications

[J]. Nuclear Engineering and Technology, 2022, 54 (10): 3631- 3640

DOI:10.1016/j.net.2022.04.022      [本文引用: 2]

PHILLIPS A J, CUNNINGHAM A B, GERLACH R, et al

Fracture sealing with microbially-induced calcium carbonate precipitation: a field study

[J]. Environmental Science and Technology, 2016, 50 (7): 4111- 4117

[本文引用: 8]

SONG C P, CHEN Y L, WANG J H

Plugging high-permeability zones of oil reservoirs by microbially mediated calcium carbonate precipitation

[J]. ACS Omega, 2020, 5 (24): 14376- 14383

DOI:10.1021/acsomega.0c00902      [本文引用: 4]

JROUNDI F, GÓMEZ-SUAGA P, JIMENEZ-LOPEZ C, et al

Stone-isolated carbonatogenic bacteria as inoculants in bioconsolidation treatments for historical limestone

[J]. Science of the Total Environment, 2012, 425: 89- 98

DOI:10.1016/j.scitotenv.2012.02.059      [本文引用: 1]

MU B G, GUI Z Y, LU F, et al

Microbial-induced carbonate precipitation improves physical and structural properties of Nanjing ancient city walls

[J]. Materials, 2021, 14 (19): 5665

DOI:10.3390/ma14195665      [本文引用: 2]

MA G L, HE X, XIAO Y, et al

Influence of bacterial suspension type on the strength of biocemented sand

[J]. Canadian Geotechnical Journal, 2022, 59 (11): 2014- 2202

DOI:10.1139/cgj-2021-0295      [本文引用: 1]

WU C Z, CHU J, WU S F, et al

Quantifying the permeability reduction of biogrouted rock fracture

[J]. Rock Mechanics and Rock Engineering, 2019, 52 (3): 945- 947

[本文引用: 4]

程雷, 肖瑶, 邓华锋, 等

一株本源产脲酶细菌的分离培养及其在裂隙岩体加固中的应用

[J]. 岩土力学, 2022, 43 (Suppl.2): 307- 314

[本文引用: 1]

CHENG Lei, XIAO Yao, DENG Huafeng, et al

Isolation and culture of a native urease-producing bacterium and its application in the reinforcement of fractured rock mass

[J]. Rock and Soil Mechanics, 2022, 43 (Suppl.2): 307- 314

[本文引用: 1]

WANG Y, SOGA K, DEJONG J T, et al

Effects of bacterial density on growth rate and characteristics of microbial-induced CaCO3 precipitates: particle-scale experimental study

[J]. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 2021, 147 (6): 04021036

DOI:10.1061/(ASCE)GT.1943-5606.0002509      [本文引用: 2]

ZHANG Y, GUO H X, CHENG X H

Influences of calcium sources on microbially induced carbonate precipitation in porous media

[J]. Materials Research Innovations, 2014, 18 (Suppl.2): S2- S79

[本文引用: 1]

DENG X J, LI Y, WANG F, et al

Experimental study on the mechanical properties and consolidation mechanism of microbial grouted backfill

[J]. International Journal of Mining Science and Technology, 2022, 32 (2): 271- 282

DOI:10.1016/j.ijmst.2022.01.010      [本文引用: 3]

AL QABANY A, SOGA K

Effect of chemical treatment used in MICP on engineering properties of cemented soils

[J]. Geotechnique, 2013, 63 (4): 331- 339

DOI:10.1680/geot.SIP13.P.022      [本文引用: 1]

LAI H, CUI M, CHU J

Effect of pH on soil improvement using one-phase-low-pH MICP or EICP biocementation method

[J]. Acta Geotechnica, 2023, 18 (6): 3259- 3272

DOI:10.1007/s11440-022-01759-3      [本文引用: 2]

OKWADHA G D O, LI J

Optimum conditions for microbial carbonate precipitation

[J]. Chemosphere, 2010, 81 (9): 1143- 1148

DOI:10.1016/j.chemosphere.2010.09.066      [本文引用: 1]

SUN X H, MIAO L C

Application of bio-remediation with Bacillus megaterium for crack repair at low temperature

[J]. Journal of Advanced Concrete Technology, 2020, 18 (5): 307- 319

DOI:10.3151/jact.18.307      [本文引用: 1]

MITCHELL A C, PHILLIPS A J, HAMILTON M A, et al

Resilience of planktonic and biofilm cultures to supercritical CO2

[J]. The Journal of Supercritical Fluids, 2008, 47 (2): 318- 325

DOI:10.1016/j.supflu.2008.07.005      [本文引用: 3]

PENG S Q, DI H, FAN L, et al

Factors affecting permeability reduction of MICP for fractured rock

[J]. Frontiers in Earth Science, 2020, 8: 217

DOI:10.3389/feart.2020.00217      [本文引用: 5]

CARDOSO R, ARBABZADEH E, DE LIMA J T, et al

The influence of stone joints width and roughness on the efficiency of biocementation sealing

[J]. Construction and Building Materials, 2021, 283: 122743

DOI:10.1016/j.conbuildmat.2021.122743      [本文引用: 2]

ZHONG L, ISLAM M R. A new microbial plugging process and its impact on fracture remediation [EB/OL]. [2024-10-10]. https://onepetro.org/SPEATCE/proceedings-abstract/95SPE/95SPE/SPE-30519-MS/57533.

[本文引用: 1]

杨钻, 程晓辉

劣化古建砖石砌体的微生物注浆加固试验研究

[J]. 工业建筑, 2015, 45 (7): 48- 53

[本文引用: 2]

YANG Zuan, CHENG Xiaohui

Experimental study of deteriorated historic masonry structures reinforced by microbial grouting method

[J]. Industrial Construction, 2015, 45 (7): 48- 53

[本文引用: 2]

MINTO J M, MACLACHLAN E, EL MOUNTASSIR G, et al

Rock fracture grouting with microbially induced carbonate precipitation

[J]. Water Resources Research, 2016, 52 (11): 8827- 8844

DOI:10.1002/2016WR018884      [本文引用: 3]

JIN C Y, LI C J, WANG X T, et al

Properties of jointed rock mass under triaxial compression based on microbial-induced calcium carbonate precipitation

[J]. Journal of Materials in Civil Engineering, 2022, 34 (3): 4021459

DOI:10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0004086      [本文引用: 3]

WU C Z, CHU J, WU S F, et al

Microbially induced calcite precipitation along a circular flow channel under a constant flow condition

[J]. Acta Geotechnica, 2019, 14 (3): 673- 683

DOI:10.1007/s11440-018-0747-1      [本文引用: 2]

XIAO Y, DENG H F, LI J L, et al

Shear performance and reinforcement mechanism of MICP-treated single fractured sandstone

[J]. Frontiers in Earth Science, 2022, 10: 905940

DOI:10.3389/feart.2022.905940      [本文引用: 3]

ZHAO C, XIAO Y, HE X, et al

Influence of injection methods on bio-mediated precipitation of carbonates in fracture-mimicking microfluidic chip

[J]. Géotechnique, 2025, 75 (2): 153- 165

[本文引用: 1]

KIRKLAND C M, THANE A, HIEBERT R, et al

Addressing wellbore integrity and thief zone permeability using microbially-induced calcium carbonate precipitation (MICP): a field demonstration

[J]. Journal of Petroleum Science and Engineering, 2020, 190: 107060

DOI:10.1016/j.petrol.2020.107060      [本文引用: 4]

LEI Q H

More is different: on the emergence of collective phenomena in fractured rocks

[J]. Rock Mechanics Bulletin, 2023, 2 (4): 100080

DOI:10.1016/j.rockmb.2023.100080      [本文引用: 1]

支永艳, 邓华锋, 肖瑶, 等. 微生物灌浆加固裂隙岩体的渗流特性分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(增1): 237-244.

[本文引用: 2]

ZHI Yongyan, DENG Huafeng, XIAO Yao, et al. Analysis of seepage characteristics of fractured rock mass reinforced by microbial grouting [J]. Rock and Soil Mechanics, 2019, 40(Suppl.1): 237-244.

[本文引用: 2]

JIANG Y J, LI B, WANG C S, et al

Advances in development of shear-flow testing apparatuses and methods for rock fractures: a review

[J]. Rock Mechanics Bulletin, 2022, 1 (1): 100005

DOI:10.1016/j.rockmb.2022.100005     

HE M C, REN S L, TAO Z G

Cross-fault Newton force measurement for earthquake prediction

[J]. Rock Mechanics Bulletin, 2022, 1 (1): 100006

DOI:10.1016/j.rockmb.2022.100006      [本文引用: 1]

SONG C P, ELSWORTH D, JIA Y Z, et al

Permeable rock matrix sealed with microbially-induced calcium carbonate precipitation: evolutions of mechanical behaviors and associated microstructure

[J]. Engineering Geology, 2022, 304: 106697

DOI:10.1016/j.enggeo.2022.106697      [本文引用: 2]

TOBLER D J, MINTO J M, EL MOUNTASSIR G, et al

Microscale analysis of fractured rock sealed with microbially induced CaCO3 precipitation: influence on hydraulic and mechanical performance

[J]. Water Resources Research, 2018, 54 (10): 8295- 8308

DOI:10.1029/2018WR023032      [本文引用: 5]

DONG Z H, PAN X H, TANG C S, et al

Microbial healing of nature-like rough sandstone fractures for rock weathering mitigation

[J]. Environmental Earth Sciences, 2022, 81 (15): 394

DOI:10.1007/s12665-022-10510-w      [本文引用: 2]

PHILLIPS A J, TROYER E, HIEBERT R, et al

Enhancing wellbore cement integrity with microbially induced calcite precipitation (MICP): a field scale demonstration

[J]. Journal of Petroleum Science and Engineering, 2018, 171: 1141- 1148

DOI:10.1016/j.petrol.2018.08.012      [本文引用: 7]

LIU D, SHAO A L, LI H, et al

A study on the enhancement of the mechanical properties of weak structural planes based on microbiologically induced calcium carbonate precipitation

[J]. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 2020, 79 (8): 4349- 4362

DOI:10.1007/s10064-020-01818-7      [本文引用: 1]

HE M C, NIE W, ZHAO Z Y, et al

Micro- and macro-fractures of coarse granite under true-triaxial unloading conditions

[J]. Mining Science and Technology (China), 2011, 21 (3): 389- 394

DOI:10.1016/j.mstc.2011.05.016      [本文引用: 1]

ARBABZADEH E, CARDOSO R. Efficiency of biocementation as rock joints sealing technique evaluated through permeability changes [C] //4th International Conference on Geotechnical Research and Engineering. Rome: [s. n. ], 2019.

[本文引用: 1]

JONGVIVATSAKUL P, JANPRASIT K, NUAKLONG P, et al

Investigation of the crack healing performance in mortar using microbially induced calcium carbonate precipitation (MICP) method

[J]. Construction and Building Materials, 2019, 212: 737- 744

DOI:10.1016/j.conbuildmat.2019.04.035      [本文引用: 4]

ZHANG J, TANG C, LV C, et al

Monitoring and characterizing the whole process of microbially induced calcium carbonate precipitation using electrical resistivity tomography

[J]. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 2024, 150 (1): 04023132

DOI:10.1061/JGGEFK.GTENG-11782      [本文引用: 4]

杨海清, 陈池威, 赵岗, 等

砂岩质文物内部毛细水运移过程微电极响应特征

[J]. 工程地质学报, 2024, 32 (1): 120- 132

[本文引用: 2]

YANG Haiqing, CHEN Chiwei, ZHAO Gang, et al

Microelectrode response characteristics of capillary water migration in sandstone cultural relics

[J]. Journal of Engineering Geology, 2024, 32 (1): 120- 132

[本文引用: 2]

GAO R G, LUO Y L, DENG H W

Experimental study on repair of fractured rock mass by microbial induction technology

[J]. Royal Society Open Science, 2019, 6 (11): 191318

DOI:10.1098/rsos.191318      [本文引用: 1]

MINTO J M, TAN Q, LUNN R J, et al

'Microbial mortar' - restoration of degraded marble structures with microbially induced carbonate precipitation

[J]. Construction and Building Materials, 2018, 180: 44- 54

DOI:10.1016/j.conbuildmat.2018.05.200      [本文引用: 2]

CUNNINGHAM A B, GERLACH R, SPANGLER L, et al

Microbially enhanced geologic containment of sequestered supercritical CO2

[J]. Energy Procedia, 2009, 1 (1): 3245- 3252

DOI:10.1016/j.egypro.2009.02.109      [本文引用: 1]

KIRKLAND C M, AKYEL A, HIEBERT R, et al

Ureolysis-induced calcium carbonate precipitation (UICP) in the presence of CO2-affected brine: a field demonstration

[J]. International Journal of Greenhouse Gas Control, 2021, 109: 103391

DOI:10.1016/j.ijggc.2021.103391      [本文引用: 3]

MITCHELL A C, PHILLIPS A J, HIEBERT R, et al

Biofilm enhanced geologic sequestration of supercritical CO2

[J]. International Journal of Greenhouse Gas Control, 2009, 3 (1): 90- 99

DOI:10.1016/j.ijggc.2008.05.002      [本文引用: 2]

MITCHELL A C, PHILLIPS A, SCHULTZ L, et al

Microbial CaCO3 mineral formation and stability in an experimentally simulated high pressure saline aquifer with supercritical CO2

[J]. International Journal of Greenhouse Gas Control, 2013, 15: 86- 96

DOI:10.1016/j.ijggc.2013.02.001      [本文引用: 1]

DENG X J, YUAN Z X, LI Y, et al

Experimental study on the mechanical properties of microbial mixed backfill

[J]. Construction and Building Materials, 2020, 265: 120643

DOI:10.1016/j.conbuildmat.2020.120643      [本文引用: 1]

SONG C P, ELSWORTH D

Strengthening mylonitized soft-coal reservoirs by microbial mineralization

[J]. International Journal of Coal Geology, 2018, 200: 166- 172

DOI:10.1016/j.coal.2018.11.006      [本文引用: 1]

WANG Z J, ZHANG J X, LI M, et al

Experimental study of microorganism-induced calcium carbonate precipitation to solidify coal gangue as backfill materials: mechanical properties and microstructure

[J]. Environmental Science and Pollution Research, 2022, 29 (30): 45774- 45782

DOI:10.1007/s11356-022-18975-9      [本文引用: 2]

钱春香, 王安辉, 王欣

微生物灌浆加固土体研究进展

[J]. 岩土力学, 2015, 36 (6): 1537- 1548

[本文引用: 1]

QIAN Chunxiang, WANG Anhui, WANG Xin

Advances of soil improvement with bio-grouting

[J]. Rock and Soil Mechanics, 2015, 36 (6): 1537- 1548

[本文引用: 1]

JIN C, LIU H Y, GUO M X, et al

Experimental study on tailings cementation by MICP technique with immersion curing

[J]. Plos One, 2022, 17 (8): e272281

[本文引用: 1]

ZÚÑIGA-BARRA H, TOLEDO-ALARCÓN J, TORRES-ARAVENA Á, et al

Improving the sustainable management of mining tailings through microbially induced calcite precipitation: A review

[J]. Minerals Engineering, 2022, 189: 107855

DOI:10.1016/j.mineng.2022.107855      [本文引用: 5]

许燕波, 钱春香, 陆兆文

微生物矿化修复重金属污染土壤

[J]. 环境工程学报, 2013, 7 (7): 2763- 2768

[本文引用: 1]

XU Yanbo, QIAN Chunxiang, LU Zhaowen

Remediation of heavy metal contaminated soils by bacteria biomineralization

[J]. Chinese Journal of Environmental Engineering, 2013, 7 (7): 2763- 2768

[本文引用: 1]

ACHAL V, PAN X, ZHANG D

Remediation of copper-contaminated soil by Kocuria flava CR1, based on microbially induced calcite precipitation

[J]. Ecological Engineering, 2011, 37 (10): 1601- 1605

DOI:10.1016/j.ecoleng.2011.06.008      [本文引用: 1]

WU Y, LI H, LI Y

Biomineralization induced by cells of Sporosarcina pasteurii: mechanisms, applications and challenges

[J]. Microorganisms, 2021, 9 (11): 2396

DOI:10.3390/microorganisms9112396      [本文引用: 2]

WANG C, HARBOTTLE D, LIU Q, et al

Current state of fine mineral tailings treatment: a critical review on theory and practice

[J]. Minerals Engineering, 2014, 58: 113- 131

DOI:10.1016/j.mineng.2014.01.018      [本文引用: 1]

LIN H, ZHOU M, LI B, et al

Mechanisms, application advances and future perspectives of microbial-induced heavy metal precipitation: a review

[J]. International Biodeterioration and Biodegradation, 2023, 178: 105544

[本文引用: 1]

武发思, 张永, 苏敏, 等

生物技术在文物保护修复中的应用研究进展

[J]. 文物保护与考古科学, 2022, 34 (1): 133- 143

[本文引用: 2]

WU Fasi, ZHANG Yong, SU Min, et al

Advancement of biotechnology for the conservation and restoration of cultural heritage objects

[J]. Sciences of Conservation and Archaeology, 2022, 34 (1): 133- 143

[本文引用: 2]

李琼芳, 何鑫, 陈超, 等

两株嗜冷碳酸钙矿化菌对大理石表面修复效果研究

[J]. 人工晶体学报, 2018, 47 (1): 172- 178

DOI:10.3969/j.issn.1000-985X.2018.01.028      [本文引用: 1]

LI Qiongfang, HE Xin, CHEN Chao, et al

Effect of two psychrotrophic calcium carbonate mineralized bacteria on the surface repair of marble

[J]. Journal of Synthetic Crystals, 2018, 47 (1): 172- 178

DOI:10.3969/j.issn.1000-985X.2018.01.028      [本文引用: 1]

JROUNDI F, FERNÁNDEZ-VIVAS A, RODRIGUEZ-NAVARRO C, et al

Bioconservation of deteriorated monumental calcarenite stone and identification of bacteria with carbonatogenic activity

[J]. Microbial Ecology, 2010, 60 (1): 39- 54

DOI:10.1007/s00248-010-9665-y      [本文引用: 2]

FISTOS T, FIERASCU I, DONI M, et al

A short overview of recent developments in the application of polymeric materials for the conservation of stone cultural heritage elements

[J]. Materials, 2022, 15 (18): 6294

DOI:10.3390/ma15186294      [本文引用: 1]

BARBOSA M T, INNOCENCIO C D R, SALZANI L O, et al

Lime-based mortars with added silica fume and bioproducts for restoration and preservation of heritage buildings

[J]. Journal of Building Pathology and Rehabilitation, 2023, 8 (1): 37

DOI:10.1007/s41024-023-00283-5      [本文引用: 1]

LE METAYER-LEVREL G, CASTANIER S, ORIAL G, et al

Applications of bacterial carbonatogenesis to the protection and regeneration of limestones in buildings and historic patrimony

[J]. Sedimentary Geology, 1999, 126 (1-4): 25- 34

DOI:10.1016/S0037-0738(99)00029-9      [本文引用: 1]

YANG Z, CHENG X H, LI M. Engineering properties of MICP-bonded sandstones used for historical masonry building restoration [M]. Geo-Frontiers 2011: Advances in Geotechnical Engineering, 2011: 4031-4040.

RODRIGUEZ-NAVARRO C, RODRIGUEZ-GALLEGO M, BEN CHEKROUN K, et al

Conservation of ornamental stone by Myxococcus xanthus-induced carbonate biomineralization

[J]. Applied and Environmental Microbiology, 2003, 69 (4): 2182- 2193

DOI:10.1128/AEM.69.4.2182-2193.2003      [本文引用: 3]

YANG Z, CHENG X H

A performance study of high-strength microbial mortar produced by low pressure grouting for the reinforcement of deteriorated masonry structures

[J]. Construction and Building Materials, 2013, 41: 505- 515

DOI:10.1016/j.conbuildmat.2012.12.055      [本文引用: 1]

YANG Y, HAN S, LIU H, et al

Influence of particle size distribution on biocarbonation method produced microbial restoration mortar for conservation of sandstone cultural relics

[J]. Biogeotechnics, 2023, 1 (4): 100051

DOI:10.1016/j.bgtech.2023.100051      [本文引用: 2]

何建宏, 郭红仙, 谭谦, 等

微生物诱导碳酸钙修复汉白玉石梁裂缝试验研究

[J]. 文物保护与考古科学, 2019, 31 (6): 46- 53

[本文引用: 1]

HE Jianhong, GUO Hongxian, TAN Qian, et al

Experiment research on the restoration of white marble beams using microbially-induced carbonate precipitation

[J]. Sciences of Conservation and Archaeology, 2019, 31 (6): 46- 53

[本文引用: 1]

张建伟, 黄小山, 边汉亮, 等

基于脱脂奶粉联合诱导碳酸钙沉淀技术的古建筑修复加固

[J]. 中国科技论文, 2021, 16 (10): 1035- 1039

DOI:10.3969/j.issn.2095-2783.2021.10.001      [本文引用: 1]

ZHANG Jianwei, HUANG Xiaoshan, BIAN Hanliang, et al

Restoration and reinforcement of ancient buildings based on the combined induced calcium carbonate precipitation technology of skimmed milk powder

[J]. China Sciencepaper, 2021, 16 (10): 1035- 1039

DOI:10.3969/j.issn.2095-2783.2021.10.001      [本文引用: 1]

ZHONG M, LIU B, CHEN J, et al

Research on plugging characteristics of microorganism induced calcite precipitation in sandstone environment

[J]. Journal of Petroleum Science and Engineering, 2022, 218: 111040

DOI:10.1016/j.petrol.2022.111040      [本文引用: 2]

HOU L, ELSWORTH D, WANG J, et al

Feasibility and prospects of symbiotic storage of CO2 and H2 in shale reservoirs

[J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2024, 189: 113878

DOI:10.1016/j.rser.2023.113878      [本文引用: 1]

WEI P F, ZHENG L H, YANG M Z, et al

Fuzzy-ball fluid self-selective profile control for enhanced oil recovery in heterogeneous reservoirs: the techniques and the mechanisms

[J]. Fuel, 2020, 275: 117959

DOI:10.1016/j.fuel.2020.117959      [本文引用: 1]

FERRIS F G, STEHMEIER L G, KANTZAS A, et al. Bacteriogenic mineral plugging [EB/OL]. [2024-10-10]. https://onepetro.org/JCPT/article-abstract/doi/10.2118/97-09-07/182157/Bacteriogenic-Mineral-Plugging.

[本文引用: 2]

WU J, WANG X B, WANG H F, et al

Microbially induced calcium carbonate precipitation driven by ureolysis to enhance oil recovery

[J]. RSC Advances, 2017, 7 (59): 37382- 37391

DOI:10.1039/C7RA05748B      [本文引用: 1]

SONG C, ELSWORTH D

Microbially induced calcium carbonate plugging for enhanced oil recovery

[J]. Geofluids, 2020, 2020 (1): 5921789

[本文引用: 1]

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

DOI:10.1007/s10596-018-9797-6      [本文引用: 3]

NAVEED M, DUAN J, UDDIN S, et al

Application of microbially induced calcium carbonate precipitation with urea hydrolysis to improve the mechanical properties of soil

[J]. Ecological Engineering, 2020, 153: 105885

DOI:10.1016/j.ecoleng.2020.105885      [本文引用: 3]

VAN PAASSEN L A, DAZA C M, STAAL M, et al

Potential soil reinforcement by biological denitrification

[J]. Ecological Engineering, 2010, 36 (2): 168- 175

DOI:10.1016/j.ecoleng.2009.03.026      [本文引用: 1]

YU X, CHU J, YANG Y, et al

Reduction of ammonia production in the biocementation process for sand using a new biocement

[J]. Journal of Cleaner Production, 2021, 286: 124928

DOI:10.1016/j.jclepro.2020.124928      [本文引用: 2]

RAHMAN M M, HORA R N, AHENKORAH I, et al

State-of-the-art review of microbial-induced calcite precipitation and its sustainability in engineering applications

[J]. Sustainability, 2020, 12 (15): 6281

DOI:10.3390/su12156281      [本文引用: 1]

SONG Z, SHEN D, LIU Z, et al

A rapid and cost-effective biogrouting method for forming bio-piles considering in-situ situation

[J]. Acta Geotechnica, 2024, 19 (8): 5597- 5609

DOI:10.1007/s11440-024-02243-w      [本文引用: 1]

SUER P, HALLBERG N, CARLSSON C, et al

Biogrouting compared to jet grouting: Environmental (LCA) and economical assessment

[J]. Journal of Environmental Science and Health, Part A, 2009, 44 (4): 346- 353

DOI:10.1080/10934520802659679      [本文引用: 1]

WANG J, HU X, ZHAO Y, et al

Effects of molasses-based microbial dust suppressant on soil dust and microbial community

[J]. Powder Technology, 2024, 441: 119831

DOI:10.1016/j.powtec.2024.119831      [本文引用: 1]

LIANG S, CHEN J, NIU J, et al

Using recycled calcium sources to solidify sandy soil through microbial induced carbonate precipitation

[J]. Marine Georesources and Geotechnology, 2020, 38 (4): 393- 399

DOI:10.1080/1064119X.2019.1575939      [本文引用: 1]

ZHANG X, WANG H, WANG Y, et al

Improved methods, properties, applications and prospects of microbial induced carbonate precipitation (MICP) treated soil: a review

[J]. Biogeotechnics, 2025, 3 (1): 100123

DOI:10.1016/j.bgtech.2024.100123      [本文引用: 1]

/

〈 〉