[发明专利]生物加固冻土地基诱导评价装置及方法

说明书

本发明涉及生物加固冻土地基诱导评价装置及方法。现有微生物加固地基装置仅用于实验，且没有合适的装置能够诱导微生物聚集繁殖。本装置包括诱导管、封闭塞、十字支撑和微型十字板剪切仪；诱导管内为储液腔，封闭塞插入诱导管顶部的管口并设置有注液孔；诱导管的管壁上均匀开设有渗液孔；诱导管内设置有至少一层十字支撑，十字支撑为中空结构，诱导管的管壁上设置有用于插入十字支撑的侧孔，十字支撑的中空结构内设置有微型十字板剪切仪，微型十字板剪切仪从侧孔伸出进行测量。本装置能诱导冻土地区冰核微生物聚集繁殖从而达到加固冻土地基的目的，能用于实际工程加固，填补了目前微生物刺激营养液供给装置的空白，且能对加固后的效果进行评价。

技术领域

本发明涉及冻土地基加固技术领域，具体涉及一种生物加固冻土地基诱导评价装置及方法。

背景技术

寒区基础承载力退化一直是寒区工程建设中的热点、难点问题，而冻土中冰晶体融化导致的基础与冻土接触面强度劣化是该问题产生的本质原因。尤其是近年来气温升高及人类工程活动频繁，致使控制多年冻土基础承载力的接触面冰膜消融，冰胶结强度丧失，基础产生不均匀沉降，给上部工程结构物的安全运营带来极大威胁。

当前，主要通过基于物理降温原理的“主动冷却地基”技术，进行冻土降温，以确保界面冰膜的固结状态，从而实现冻土基础在气候变化下的承载力稳定性。具体措施主要有：热棒、通风管路基、遮阳棚路基、块石路基及旱桥等。但上述措施成本相对较高、热学效率低、季节匹配性和人为可控性差，且随着全球气候变暖，已有措施表现出不足以应对环境变化的灾害。微生物加固土体是近年发展起来的一种新方法，可以显著改善土体强度、刚度、渗透性及抗液化性能等，相较于传统常用的改良工艺，它具有绿色环保、环境友好的特点，更符合可持续发展理念，在土体加固领域有着广阔应用的前景。但目前在应用方面存在以下问题：

1、现有的微生物加固地基装置(如CN 111334419 A、CN 113063712 A、CN113389227A等)多用于室内实验室加固，无法应用于实际工程加固，且存在无法反馈加固效果的问题；

2、冻土区广泛分布的冰核活性细菌或真菌能够使冻土中的未冻水在较高温度下成冰，但由于其分布随机性较大，且所在地区营养物质匮乏，难以形成规模，且目前并没有合适的装置能够诱导其聚集繁殖。

因此，为推广微生物加固土体的应用，亟需研发新的设备和方法，克服现有微生物加固地基装置仅用于实验、以及没有合适的装置能够诱导微生物聚集繁殖的问题，将该装置用于寒区可诱导具有高温成冰特性冰核微生物的繁殖聚集，进而保障温度变化下冻土及冻土与结构物接触面的稳定性。

发明内容

本发明的目的是提供一种生物加固冻土地基诱导评价装置及方法，以解决现有微生物加固地基装置仅用于实验、以及没有合适的装置能够诱导微生物聚集繁殖的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

生物加固冻土地基诱导评价装置，所述装置包括诱导管、封闭塞、十字支撑和微型十字板剪切仪；

所述诱导管内为储液腔，所述封闭塞插入所述诱导管顶部的管口并设置有注液孔；

所述诱导管的管壁上均匀开设有渗液孔；

所述诱导管内设置有至少一层十字支撑，所述十字支撑为中空结构，所述诱导管的管壁上设置有用于插入所述十字支撑的侧孔，所述十字支撑的所述中空结构内设置有微型十字板剪切仪，所述微型十字板剪切仪从所述侧孔伸出进行测量。

进一步地，所述十字支撑的顶部和所述诱导管内的底部设置有磁力搅拌机。

进一步地，所述十字支撑的底部和侧面设置有电热板。

进一步地，所述诱导管的底部设置有锥座。

进一步地，所述封闭塞上设置有测压孔和出气孔。