[发明专利]一种用于微生物加固砂土的试验装置及使用方法

说明书

本发明公开一种砂土加固试验装置及使用方法，砂土加固试验装置主体结构由一个设备主体和砂土模具构成，设备主体包括从上到下依次设置的上盖板、有机玻璃柱管和下盖板，上盖板和下盖板与有机玻璃柱管粘合在一起形成封闭空间，封闭空间的上部靠近上盖板一侧设置有上砂砾层，上砂砾层下方设置有上滤板，上滤板嵌入有机玻璃柱管，封闭空间的下部靠近下盖板一侧设置有下砂砾层，下砂砾层上方设置有下滤板，下滤板嵌入有机玻璃柱管。砂土模具为圆盘形，砂土模具具有多个用于放置砂土样品的圆孔。本发明是一种用于微生物加固砂土的试验装置及使用方法，其结构简单、固化样品的均匀性较高、固化效果较好、菌液和营养液的利用率高、成本低。

技术领域

本发明属于岩土工程领域，具体涉及一种砂土加固的试验装置及使用方法，特别是涉及一种用微生物加固砂土的试验装置及使用方法。

背景技术

微生物灌浆加固技术是在一定的人为环境和营养条件下，岩土中一些无毒害的天然微生物新陈代谢作用能显著析出多种矿物结晶，如:碳酸盐、磷酸盐、氧化物、硅华以及胞外聚合物等，从而使得软弱砂土的原位微生物改性与固化成为可能。该技术通过向松散砂土地基中低压传输微生物细胞以及营养盐，最终在砂土孔隙中快速析出碳酸钙胶凝结晶，改善土体力学性能。微生物注浆加固土体技术具有扰动小、工期短、加固效果明显和低耗能等优势，是目前土体加固研究的前沿问题。

国内外研究者进行微生物注浆固化砂土研究采用的均是自行设计的试验装置。通过总结这些实验，发现它们共同点如下：

1.菌液或营养液注入方式大多采用蠕动泵打入或者手持注射器注入；

2.反应发生器大多采用单只长管或有机玻璃柱。这些试验方法虽然取得一定效果，但是实验过程中入水口附近的砂土孔隙很容易被生成的碳酸钙晶体堵塞，并造成细菌和碳酸钙在砂土样品内的不均匀分布；

3.砂土样品很难从反应器中取出，只能通过切割反应器才能取出样品，这就给后续样品测试增加了麻烦；此外，水泵及注射器的使用，导致菌液在一定压力下注入，虽然可以使其更好的渗透到土壤中，但同时也会导致一部分菌液和营养液从出水口流失，降低尿素和氯化钙的利用率。

因此现有的加固砂土的实验装置面临菌液和营养液在砂土样品分布不均匀、易流失、利用率较低、砂土固化效果较差以及砂土反应器不能重复利用的问题，基于此，为提高固化样品的均匀性，改善固化效果，提高利用率，降低成本，设计一种新的微生物注浆固化砂土试验装置，有着极其重要的科学意义和现实意义，具有较高的研究价值。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种用于微生物加固砂土的试验装置及使用方法，其结构简单、固化样品的均匀性较高、固化效果较好、菌液和营养液的利用率高、成本低。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种砂土加固试验装置，砂土加固试验装置主体结构由一个设备主体和砂土模具构成，所述设备主体为圆柱体结构，所述设备主体包括从上到下依次设置的上盖板、有机玻璃柱管和下盖板，所述上盖板和所述下盖板与所述有机玻璃柱管粘合在一起形成封闭空间，所述封闭空间的上部靠近所述上盖板一侧设置有上砂砾层，所述上砂砾层下方设置有上滤板，所述上滤板嵌入所述有机玻璃柱管，所述封闭空间的下部靠近所述下盖板一侧设置有下砂砾层，所述下砂砾层上方设置有下滤板，所述下滤板嵌入所述有机玻璃柱管，所述上盖板设置有进液口和排气口，所述进液口设置有进液阀门，所述下盖板设置有排液口，所述排液口设置有排液阀门。

可选的，所述砂土模具为圆盘形，所述砂土模具具有多个用于放置砂土样品的圆孔；

可选的，所述上盖板以及所述下盖板的外缘直径与所述有机玻璃柱管的外径相同，所述有机玻璃柱管的外径d＝21cm；

可选的，所述上滤板以及所述下滤板的外缘直径与所述有机玻璃柱管的内径相同，所述有机玻璃柱管的内径d＝20cm；