[发明专利]一种裂隙岩体微生物注浆新型试验装置及试验方法

说明书

本发明公开了一种裂隙岩体微生物注浆新型试验装置及试验方法，该试验装置，包括注浆顶盖、注浆底盖、注浆装置和废液收集装置，在注浆顶盖与对应的固定装置之间以及注浆底盖与对应的固定装置之间均设置有RSM超声回弹探测仪接收探头，注浆顶盖内部开设有注浆腔以及上导流孔，注浆顶盖侧壁开设有进液口，注浆底盖内部开设有接液槽以及下导流孔，注浆底盖侧壁开设有连通下导流孔和废液收集装置的出液口。该试验方法，包括注浆液的配制、试件的安装、设定滴定速度和次数以及改变不同参数后测量试验结果等步骤。采用本申请的试验装置和试验方法，达到了提高试验效果、降低试验成本和适合推广进行试验研究的目的。

技术领域

本发明涉及岩土工程裂隙注浆技术领域，具体涉及一种裂隙岩体微生物注浆新型试验装置及试验方法。

背景技术

在地下空间工程建设和隧道工程建设的过程中常常会遇到岩体裂隙充分发育的岩层，将会对工程结构的安全性和稳定性产生一定的影响。同时，若岩层的裂隙中含有大量淤泥和水，在施工和运行中存在巨大的涌水、突泥等风险，而传统的注浆材料由于颗粒大，流动性弱，在大部分岩体裂隙尤其是微裂隙中的注浆加固效果并不明显，存在着许多的潜在风险，这些潜在风险的处理问题使得地下空间工程与隧道工程建设成为十分复杂的系统工程。而微生物浆液由于自身的颗粒小，流动性好可以很好的解决上述的问题。

微生物岩土技术的研究和应用多集中于文化遗迹的修复、减少排水沟的腐蚀、减缓重金属和有机污染物的迁移、防止大堤和河坝的管涌等方面，而考虑将微生物用于围岩和地基加固的则是近十年才开始流行并逐渐成为热点。目前关于微生物加固的研究有了一些进展，但是大部分的研究仍然局限于不良地质条件下土体条件的改性处理，同时还存在着加固深度有限，加固效果不均匀等关键性的问题，对于岩层的稳定性问题所进行的加固处理所进行的研究相对较少。

因此，研制岩体裂隙发育中的隧道周边围岩注浆材料，并掌握浆液各种原材料参量以及各种环境条件因素对浆液性能影响规律，对于确保解决施工过程中的各项潜在的安全问题具有重要意义，经济、社会效益显著。

微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)是自然界中一种广泛存在的生物诱导矿化作用，在海水、溶洞等地方均可发生，比较常见的一种矿化细菌是巴氏芽孢杆菌，这种细菌是非致病性菌、好氧菌，MICP的原理是巴氏芽孢杆菌生长过程中分泌脲酶，脲酶会水解尿素产生碳酸根离子，再加入可溶性钙盐，复合作用下形成具有胶结作用的碳酸钙沉淀，可以利用产生的沉淀进行裂隙岩体充填和阻漏，MICP技术具有浆液粘度小，注浆压力低和良好生态效应等诸多优点，应用前景非常广阔。

目前已经公开有的岩体渗流试验的试验装置以及岩体试样的制样方法，存在试样尺寸较小且装置结构复杂的缺点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一是提供一种裂隙岩体微生物注浆新型试验装置，本发明的目的之二是提供一种采用该试验装置的试验方法，通过采用本申请的试验装置和试验方法，达到提高试验效果、降低试验成本和适合推广进行试验研究的目的。

本发明通过以下技术手段解决上述问题：

一种裂隙岩体微生物注浆新型试验装置，包括注浆顶盖、注浆底盖、注浆装置和废液收集装置，所述注浆顶盖和注浆底盖均通过对应的固定装置固定，在注浆顶盖与对应的固定装置之间以及注浆底盖与对应的固定装置之间均设置有与RSM超声回弹探测仪电连接的RSM超声回弹探测仪接收探头，注浆顶盖内部开设有注浆腔以及与注浆腔连通的且沿注浆顶盖轴向延伸至注浆顶盖底面的上导流孔，注浆顶盖侧壁开设有连通注浆腔和注浆装置的进液口，注浆底盖内部开设有接液槽以及与接液槽连通的下导流孔，注浆底盖侧壁开设有连通下导流孔和废液收集装置的出液口。

进一步，所述注浆装置包括菌液罐、胶结液罐和蠕动泵，所述菌液罐和胶结液罐均通过进液管道与蠕动泵的进口连通，所述蠕动泵的出口通过注浆管道与进液口连通。