CN105891085A - 微生物诱导碳酸钙沉积胶结试验装置 - Google Patents

微生物诱导碳酸钙沉积胶结试验装置 Download PDF

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练继建
闫玥
徐宏殷
王昶力
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吴昊潼
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Abstract

本发明公开了一种微生物诱导碳酸钙沉积胶结试验装置，包括砂柱，在砂柱的顶部中央设有进口，在砂柱内设有覆盖在试样土体上的土工布，在土工布上形成有砂砾石层，在砂柱的下端固接有透水板，在透水板的下方设有与其固接的中间储液柱，在中间储液柱的底部设有出液口，中间储液柱的出液口通过管路与蠕动泵Ⅱ的进口连接，蠕动泵Ⅱ的出口与盛液皿连接；在连接中间储液柱的出液口与蠕动泵Ⅱ的进口的管路上设有阀门；砂柱的进口与蠕动泵Ⅰ的出口连接，蠕动泵Ⅰ的进口与微生物浆液池连接。本发明可以使菌液较均匀地下渗，能够确保菌液在渗透过程中，时空分布均匀，对于低孔隙率的土体渗透性好，胶结强度高。

Description

微生物诱导碳酸钙沉积胶结试验装置
技术领域
本发明涉及一种胶结试验装置，特别是涉及一种微生物诱导碳酸钙沉积胶结试验装置。
背景技术
对于地基处理常采用的方法是利用人造材料(水泥、环氧树脂、硅酸钠等)通过灌浆的方法将其注入孔隙中以达到胶结的效果。对于以上化学灌浆除了硅酸钠以外，其余的化学浆体都不同程度的含有有毒物质，会对环境造成污染。近年来，随着生物学、化学、力学以及材料学多学科的交叉研究，一种新技术—微生物诱导碳酸钙沉积技术(MICP)被展开研究。
在进行胶结试验过程中，若采用由容器顶端向底端注入菌液，由于边壁效应的影响，菌液大部分通过边壁渗流且对致密性较高的土体进行胶结试验时，其菌液渗透的问题较为突出。如果采用由容器底端向顶端注入菌液的方式虽能解决菌液分布的问题，但与实际实验不相符。此外灌浆过程中由于菌液的分布不均常常导致矿化作用后内部胶结物质时空分布不均，并最终导致胶结效果较差；对于低孔隙率的土体渗透性差、胶结强度低。综上，目前微生物诱导碳酸钙沉积试验室内装置仍存在一些不足。
为了避免以上问题的出现并且更好的开展微生物诱导碳酸钙沉积胶结试验，需要研制新的微生物诱导碳酸钙沉积胶结试验装置。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种微生物诱导碳酸钙沉积胶结试验装置，采用该装置进行室内试验，菌液在渗透过程中，时空分布均匀，对于低孔隙率的土体渗透性好，胶结强度高。
本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种微生物诱导碳酸钙沉积胶结试验装置，包括砂柱，在所述砂柱的顶部中央设有进口，在所述砂柱内设有覆盖在试样土体上的土工布，在所述土工布上形成有砂砾石层，在所述砂柱的下端固接有透水板，在所述透水板的下方设有与其固接的中间储液柱，在所述中间储液柱的底部设有出液口，所述中间储液柱的出液口通过管路与蠕动泵Ⅱ的进口连接，所述蠕动泵Ⅱ的出口与盛液皿连接；在连接所述中间储液柱的出液口与所述蠕动泵Ⅱ的进口的所述管路上设有阀门；所述砂柱的进口与蠕动泵Ⅰ的出口连接，所述蠕动泵Ⅰ的进口与微生物浆液池连接。
在所述砂柱的进口上安装有喷头。
在所述砂柱的外侧固接有刻度尺。
本发明具有的优点和积极效果是：采用一台蠕动泵将微生物浆液压入砂柱，采用另一台蠕动泵将微生物浆液吸出砂柱的方式可以使菌液较均匀地下渗，能够确保菌液在渗透过程中，时空分布均匀，对于低孔隙率的土体渗透性好，胶结强度高；同时本发明可实现双向试验，能够适用于测试不同土体、不同菌液注入方式下的胶结试验，试验数据精确可靠。同时本发明还具有结构简单、试样土体便于拆卸和操作方便的优点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的透水板结构示意图。
图中：1、微生物浆液池，2、蠕动泵Ⅰ，3、进口，4、喷头，5、砂柱，6、砂砾石层，7、土工布，8、刻度尺，9、试样土体，10、透水板，11、中间储液柱，12、出液口，13、阀门，14、蠕动泵Ⅱ，15、盛液皿。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
请参阅图1～图2，一种微生物诱导碳酸钙沉积胶结试验装置，包括砂柱5，在所述砂柱5的顶部中央设有进口3，在所述砂柱5内设有覆盖在试样土体9上的土工布7，在所述土工布7上形成有砂砾石层6，在所述砂柱5的下端固接有透水板10，在所述透水板10的下方设有与其固接的中间储液柱11，在所述中间储液柱11的底部设有出液口12，所述中间储液柱11的出液口12通过管路与蠕动泵Ⅱ14的进口连接，所述蠕动泵Ⅱ14的出口与盛液皿15连接；在连接所述中间储液柱11的出液口12与所述蠕动泵Ⅱ14的进口的所述管路上设有阀门13；所述砂柱5的进口与蠕动泵Ⅰ2的出口连接，所述蠕动泵Ⅰ2的进口与微生物浆液池1连接。
上述蠕动泵Ⅰ2和蠕动泵Ⅱ14配合完成压-吸过程，在实施由砂柱5顶部向底部注入菌液时，所述蠕动泵Ⅰ2负责压入液体，蠕动泵Ⅱ14负责形成负压，致使砂柱内部的液体下渗。通过改变压入液流量的大小来改变压力和吸力且可实现双向胶结试验。
在本实施例中，在所述砂柱5的进口上安装有喷头4。在实施由砂柱5顶部向底部注入菌液时，能够使进入喷头的菌液雾化，使菌液的分布更加均匀。在所述砂柱5的外侧固接有刻度尺8，便于砂柱5内的试样土体定位测量。
尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围的情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种微生物诱导碳酸钙沉积胶结试验装置，其特征在于，包括砂柱，在所述砂柱的顶部中央设有进口，在所述砂柱内设有覆盖在试样土体上的土工布，在所述土工布上形成有砂砾石层，在所述砂柱的下端固接有透水板，在所述透水板的下方设有与其固接的中间储液柱，在所述中间储液柱的底部设有出液口，所述中间储液柱的出液口通过管路与蠕动泵Ⅱ的进口连接，所述蠕动泵Ⅱ的出口与盛液皿连接；在连接所述中间储液柱的出液口与所述蠕动泵Ⅱ的进口的所述管路上设有阀门；所述砂柱的进口与蠕动泵Ⅰ的出口连接，所述蠕动泵Ⅰ的进口与微生物浆液池连接。
2.根据权利要求1所述的微生物诱导碳酸钙沉积胶结试验装置，其特征在于，在所述砂柱的进口上安装有喷头。
3.根据权利要求1所述的微生物诱导碳酸钙沉积胶结试验装置，其特征在于，在所述砂柱的外侧固接有刻度尺。
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