Biogenic nitrogen gas formation as a soil improvement method

Abstract

미생물 탈질을 통한 토양 불포화는 토양의 액화를 방지하는 효과적인 기술이 될 수 있다. 토양은 다공성 매질이 존재하는 기상에 의해 큰 영향을 받기 때문에 토양 구조에서 가스 버블의 성장을 이해하는 것은 필수적이다. 불포화를 통한 토양 개선의 이점은 부분적으로 포화 모래의 액화에 대한 강도와 저항에 있다. 과잉 간극 수가 감소함으로서 액화가 증가하게 된다. 이 연구는 토양개량 기술로서 바이오닉 가스에 대해 연구했다. 미세유체칩 실험은 다공성 매질에서의 바이오 가스 형성에 대해 나타내었고, 진동대 실험은 액화 완화를 위해 바이오 가스가 잠재적인 사용이 될 수 있음을 나타내었다. 미세유체칩 실험에서 포켓 형태의 차단된 가스를 생성했다. 가스 포켓은 144 시간 후 임계 치에 도달했고, 포화도는 81%에 도달했다. 진동대 실험에 따르면, 약 5-6초 후 포화된 시료에서 간극 수가 최대로 증가하여 액화를 유발했다. 바이오 가스로 처리 된 토양은 상당히 과잉 간극 수를 감소시켰으며, 액화는 발생하지 않았다. 이 연구에서 얻은 결과는 모래에서의 액화 완화 방법으로 잠재적으로 사용될 수 있음을 확인했다.; Soil desaturation via microbial denitrification can be a cost-effective technique to prevent soil liquefaction. Since properties of soil are greatly affected by the amount of gas-phase existing on the porous media, it is essential to understand the consequences of the growth of a gas bubble in soil structure. The benefits of soil improvement via desaturation are related to the liquefaction strength and resistance of partially saturated sands. The liquefaction strength increases as the value of excess pore pressure reduces. This research explored the use of biogenic gas as a soil improvement technique. The microfluidic chip test presented an understanding of biogenic gas formation in porous media, and the shaking test table test verified the potential use of biogenic gas for liquefaction mitigation. The microfluidic chip test produced gas occluded in the form of a gas pocket. The gas pocket reached its critical size after 144 hours, and the degree of saturation of de media attained 81%. According to the shaking table test, excess pore pressure in the saturated specimen increased to its maximum, triggering liquefaction, after 5 to 6 seconds. Soil treated with biogenic gas significantly reduced the excess pore water generated during cyclic loading, and the liquefaction did not occur. The results obtained from this study confirm the potential use of bacterial denitrification as a method for liquefaction mitigation in sands.