CN107607375A - 一种岩石（体）直剪试验破坏试样微生物加固方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种岩石(体)直剪试验破坏试样微生物加固方法，包括以下步骤：将岩石(体)直剪试验破坏岩样用石英砂填充裂隙后用橡皮筋包扎起来；用玻璃胶在两个相对的断口表面密封并固定起来(另外两个断口作为溶液的输送通道不进行密封)；定制自动溢流定水头装置；在试样的上、下端安装两端开口的容器，并在接口部位进行密封；从下端容器注入微生物及营养液直至上端容器没有液体流出；拆除上下两端的容器，并将断口上的玻璃胶切除，形成一个加固后的岩样。该发明充分实现废物利用，并且微生物加固试验完成后，可直接进行三轴岩体直剪试验，可与未破坏前的岩石力学特性进行对比分析研究，合理评估微生物加固破碎岩体的效果。
Description
技术领域
本发明是一种微生物加固破碎岩体的方法，属于岩石力学试验室岩石强度试验制样与设备领域。
背景技术
利用微生物对破碎岩体进行加固处理，是一种创新的加固技术。该技术的主要原理是，通过向岩体裂隙中注入适量的微生物与营养液的混合溶液，利用某些微生物对尿素的催化作用水解生成碳酸根离子，并与钙离子结合生产矿物质沉积，逐渐固化并粘接岩体裂隙，从而达到粘接并增加岩体体强度的目的。目前缺少合适的方法对加固效果进行评价，本发明利用岩石(体)直剪试验破坏试样，通过上述原理进行加固后，重新进行岩石(体)力学直剪试验，并将得到的岩石力学特性和参数与原样的力学特性与参数进行对比研究分析，评价微生物加固效果。
发明内容
本发明针对岩石力学试验领域的制样问题，为微生物加固破碎岩体提供试验试样，并能对同一个试样原样和破坏后加固的岩石力学特性及强度进行对比研究，评估微生物加固破碎岩体的加固效果。
本发明采用如下技术方案：
1.岩石(体)直剪试验操作完成后，将破碎后的岩样进行断口扫描及照相完成后，将破碎残渣及断口上的残渣清扫后收集起来，分别称量破碎后的岩样重量和残渣重量，将破碎试样捆绑包扎起来。
2.将细石英砂铺满破碎后岩样的断口，对合后相互挤压，最大限度的恢复破坏前的尺寸，用玻璃胶在两个相对的断口表面密封并固定起来(另外两个端口作为溶液的输送通道不进行密封)。
3.定制自动溢流定水头装置。
4.在试样的上下两端定制两端开口的容器，并在接口部位进行密封，渗透过岩样的溶液可以通过导管排走。
5.加固试验完成后，拆除上下两端的容器，并将接口上的玻璃胶切除，形成一个新的完整的岩样，可重新放入直剪试验机进行直剪试验。
本发明具有如下优点：
1.直接利用岩石直剪试验的破坏岩样，无需耗费精力人工刻意制作破碎样，充分实现废物利用，并且微生物加固试验完成后，可直接进行岩石(体)力学直剪试验，可与原样的岩石力学直剪特性进行对比分析研究，合理评估加固效果。
2.裂隙间用细石英砂颗粒填充，使得修复后的试样更加密实。
3.自动溢流定水头装置液面高度可根据溶液渗透情况进行高度调节。
4.微生物与营养液的混合溶液进样口位于试样底部，能充分排出裂隙中的空气，加速裂隙面细石英砂饱和并使微生物及营养物质在裂隙部位的分布更为均匀。
5.试验方法简便快捷，成本低廉。
附图说明：
图1为标准岩石(体)直剪试验试样。
图2为直剪试验破坏后的试样。
图3为细石英砂颗粒填充及周边密封后的试样。
图4为岩石(体)直剪实验破坏试样微生物加固方法示意图。
图4中：1，微生物与营养液混合溶液输送管；2，自动溢流定水头装置；3，自动溢流定水头装置排导管；4，微生物与营养液混合溶液；5，自动溢流定水头装置出水口；6，可调整高度支撑器；7，硅胶管；8，下部容器进水口；9，下部容器；10，下部密封带；11，周边缝密封带；12，试样；13，上部密封带；14，上部容器；15，上部容器排导管；16，上部容器测压管；17，下部容器测压管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
1.将岩石(体)直剪试验后的破坏样清扫断面残渣，分别称量试样及残渣的重量并做好记录。
2.将细石英砂铺满两个断面，然后合拢，相互挤压最大限度恢复标准直剪试样尺寸。
3.用玻璃胶将两个相对侧面的断口加固并密封，称量重量。
4.按照图4定制自动溢流定水头装置、岩样上部容器和下部容器，并按示意图进行安装。
5.分别对上下部接口进行密封。
6.打开自动溢流定水头装置出水口阀门，向岩样注入微生物与营养液混合溶液，根据溶液渗透情况调整支撑器高度。
7.待上部容器出水口水流逐渐减小(甚至断流)，表明岩样裂隙断面修复完毕，试验终止。
8.试验结束后，分别拆除上下部容器，并将上下部封口玻璃胶和试样上的玻璃胶进行割除。待试样干燥后称量重量。
9.微生物加固后的试样可置于岩石力学直剪试验仪上进行岩石力学直剪试验。
Claims (8)
1.一种岩石(体)直剪试验破坏试样微生物加固方法，其特征在于：破碎岩样的利用、岩样裂隙用细石英砂填充、自动溢流定水头装置、岩样两端试验装置、试验方法等。
2.根据权利要求1所述破碎岩样的利用，其特征在于：充分利用岩石(体)直剪试验后的破坏样，形成压力作用下岩石的天然裂隙。
3.根据权利要求1所述岩样裂隙用细石英砂填充，其特征在于：尽可能密实填充岩体裂隙，避免留下空洞在压力作用下产生应力集中。
4.根据权利要求1所述自动溢流定水头装置，其特征在于：可根据岩样渗透情况调节容器支撑，调整恒定液面高度。
5.根据权利要求1所述岩样两端试验装置，其特征在于：加固岩样微生物和营养液混合液进口位于其底部，通过硅胶管相连。
6.根据权利要求1所述试验方法，其特征在于：通过本方法加固后的岩样可直接进行岩石直剪试验，并可通过与原样的岩石力学试验结果对比，研究微生物加固效果。
7.与下部容器进水口连接的为恒定流量泵送溶液装置也为本专利权利要求。
8.岩样裂隙采用对微生物吸附能力更强的陶瓷粉填充也为本专利权利要求。
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