矿业研究与开发

作者：张志军,刘秉政,郑槐淼,田亚坤,胡林,伍玲玲

关键词：尾矿库加固;MICP;柱形扩散理论;渗透扩散半径;数值模拟

微生物诱导碳酸钙沉淀(Microbially Induced Carbonate Precipitation,MICP)技术因其具有环境友好性与可持续性特征,在尾矿库生态加固工程中展现出显著潜力.然而,微生物注浆过程中渗流扩散的定量化研究仍是制约其应用的关键.针对多轮微生物注浆加固场景,系统考虑砂土介质在渗透系数动态衰减与孔隙率梯度演化过程中对浆液扩散行为的协同作用,通过多尺度试验与理论建模相结合的方式,综合一维砂柱试验、中等尺度二维平面物理模型试验及 FLAC3D 流固耦合数值模拟,构建了基于柱形扩散理论的渗透扩散半径预测模型.结果表明:垂直维度受重力效应主导,浆液扩散呈现显著非对称性,形成下宽上窄的类宝塔形分布,最终底部扩散半径为顶部扩散半径的3.91倍;水平维度则遵循扩散效果径向衰减规律,加固强度与注浆管中心距呈反 比.理 论 模 型 验 证 显 示,第 2~5 轮 注 浆 最 大 扩 散 半 径 与 预 测 值 的 相 对 误 差 范 围 为43.89％ ~63.72％,误差范围在合理范围之内.研究结果可为 MICP工艺参数优化及工程尺度扩散预测提供定量化理论框架.

来源：2026年第1期

《矿业研究与开发》期刊编辑部

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