[发明专利]用于均匀固化粉土的微生物灌浆试验装置及试验方法

说明书

本发明公开了一种用于均匀固化粉土的微生物灌浆试验装置及试验方法，装置包括胶结液供给装置、灌浆装置和负压抽液装置，灌浆装置包括由内筒和外筒构成的灌浆筒体，内外筒壁之间形成夹层腔，内筒壁上开设注浆孔，筒体顶部通过供液管与胶结液供给装置连通，筒体底部通过排液管与负压抽液装置连通，胶结液从内筒顶部竖向流进内筒内腔，以及通过夹层腔和注浆孔横向流进内筒内腔，内筒内腔上方为用于灌浆的粉土层，下方为粗砂滤层。本发明的试验装置不仅能够实现胶结液的自动供给，减少其在供液量筒内的大量沉淀，而且实现胶结液在整个土样内部的迁移，防止碳酸钙的局部堵塞，提高整个试样碳酸钙分布的均匀性，增强固化效果。

技术领域

本发明涉及一种室内模型试验装置及试验方法，尤其涉及一种用于均匀固化粉土的微生物灌浆试验装置及试验方法。

背景技术

微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)是一种绿色、环保的新型固化技术。目前被广泛应用于渗透性较好的砂土、砾土等粗粒土的固化，室内试验处理方式一般有灌浆式与浸泡式。然而粉土由于孔隙尺寸与细菌尺寸的限制，渗透性较小，微生物胶结液很难在孔隙中迁移，往往需要对其进行加压灌浆处理或预先拌合细菌等方法进行加固，其中，普通加压方式会对土体产生扰动，并且处理后的粉土强度存在明显的不均匀性，常常体现为粉土柱上部碳酸钙含量较高，细菌在上部分聚集，碳酸钙容易在土柱上部形成局部堵塞，影响了胶结液的后续迁移，使得下部分粉土碳酸钙含量较低，成散粒状，固化效果较差。

因此，亟待解决上述问题。

发明内容

发明目的：本发明的第一目的是提供一种能够促进胶结液在整个试样内部的迁移，防止碳酸钙的局部堵塞，提高整个试样碳酸钙分布的均匀性，增强固化效果的微生物灌浆试验装置。本发明的第二目的是提供该微生物灌浆试验装置的试验方法。

技术方案：本发明所述的微生物灌浆试验装置，包括胶结液供给装置、灌浆装置和负压抽液装置，所述灌浆装置包括由内筒和外筒构成双层的灌浆筒体，内外筒壁之间形成夹层腔，内筒壁上开设注浆孔，筒体顶部通过供液管与胶结液供给装置连通，筒体底部通过排液管与负压抽液装置连通，其中，所述胶结液从内筒顶部竖向流进内筒内腔，以及通过夹层腔和注浆孔横向流进内筒内腔，内筒内腔上方为用于灌浆的粉土层，下方为粗砂滤层。

其中，胶结液供给装置包括储液容器和供液量筒，该储液容器内设隔板将容器内腔分隔为菌液腔和处理液腔，菌液腔和处理液腔下方分别连接供菌液管和供处理液管，两管汇总至供胶结液管与供液量筒连通。优选的，储液容器侧壁设体积刻度，开始工作后，供液量筒内的胶结液由供液管进入灌浆装置，而储液容器内的液体也会进入供液量筒，供液量筒内胶结液液面恒定。

本发明中，菌液管与供处理液管的管径比例为1:1～1:5，用以调节两种液体的混合比例；菌液与供处理液的优选比例为1:1～1:3，最优比例为1:1。

所述供胶结液管不与供液量筒内的胶结液接触；所述注浆孔位于内筒壁高度范围内。

本发明的负压抽液装置包括集液瓶和真空泵，其中，该集液瓶上设进液口与抽气口，进液口通过排液管与灌浆装置的内筒连通，抽气口通过抽气管与真空泵相连。

此外，粉土层和滤层之间采用滤网分隔，防止粉土进入滤层流出；所述内筒的内壁上布设滤网，防止粉土从侧壁注浆孔流出。排液管的管口不与集液瓶内液体接触。抽气管位于集液瓶瓶口以下，排液管管口以上。

本发明所述微生物灌浆试验装置的试验方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)组装胶结液供给装置、灌浆装置和负压抽液装置；

(2)灌浆装置内筒内腔下方装入粗砂形成粗砂滤层，上方装入粉土形成粉土层；

(3)准备胶结液并装入胶结液供给装置；