CN115629182B - 一种考虑温度和围压的微生物注浆加固装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及土木工程试验技术领域，特别是涉及一种考虑温度和围压的微生物注浆加固装置及使用方法，包括试验系统，试验系统顶部一侧连通有孔压控制部，试验系统底部一侧连通有反压控制部和围压控制部，试验系统另一侧连通有注浆组件，试验系统电性连接有计算机，计算机与围压控制部、反压控制部、孔压控制部和注浆组件电性连接。本发明可以解决微生物注浆加固土体未考虑温度和围压对加固效果产生的影响与实际工况差距较大的问题，达到保证室内试验研究与实际工程应用工况一致的目的。

Description

一种考虑温度和围压的微生物注浆加固装置及使用方法

技术领域

本发明涉及土木工程试验技术领域，特别是涉及一种考虑温度和围压的微生物注浆加固装置及使用方法。

背景技术

微生物注浆加固是指利用自然界中广泛分布的微生物，通过其自身的新陈代谢作用与环境中的其他物质发生一系列生物化学作用，从而诱导形成碳酸盐、硫酸盐等矿物沉淀，达到改善土体的物理力学及工程性质，实现土壤修复和地基处理等目的。微生物注浆加固作为一种新兴的加固方法，其中微生物诱导碳酸钙沉淀(Microbial Induced Calciumcarbonate Precipitation,MICP)一直是微生物岩土的研究热点，MICP方法利用特定产脲酶细菌，水解尿素产生并与环境中的钙离子作用产生碳酸钙晶体，碳酸钙晶体填充土体空隙胶结土颗粒起到加固效果。由于微生物菌液粘滞性低，在注浆过程中所需的压力较小，使大规模远距离加固成为可能，同时避免加固过程中对土体产生扰动，可直接用于需要加固的土体，加固过程中碳酸钙生成速率和生成量(和加固后强度密切相关)可控。同时微生物加固具有无毒无害，环境友好的优点。

为使微生物加固方法在实际工程中大规模推广与应用，通过室内试验研究微生物注浆加固是不可或缺的。微生物注浆加固效果与细菌活性和脲酶活性等密切相关，而温度和压力对细菌的新陈代谢有显著影响，也直接影响脲酶的水解能力。实际工程中需要加固的土体一般都处在特定围压和温度情况下，然而目前缺乏相应的室内试验仪器设备，进行不同温度和围压情况下微生物注浆加固研究。目前的微生物注浆加固试验研究多在室温或特定温度下进行，未考虑围压和温度变化对微生物加固效果的影响，从而使得室内研究与实际应用之间存在较大差距。显然，已有仪器设备无法避免微生物注浆过程中压力和温度因素对研究结果产生的影响，从而对微生物注浆加固的大范围推广与应用增加难度。

随着微生物注浆加固相关研究的不断深入，温度和围压对研究结果产生的影响已无法忽视。为使得微生物注浆加固室内试验研究更加精确符合实际工况，开发一种考虑温度和围压的微生物注浆加固装置迫在眉睫，因此亟需一种考虑温度和围压的微生物注浆加固装置及使用方法来解决。

发明内容

本发明的目的是提供一种考虑温度和围压的微生物注浆加固装置及使用方法，解决微生物注浆加固土体未考虑温度和围压对加固效果产生的影响与实际工况差距较大的问题，达到保证室内试验研究与实际工程应用工况一致的目的。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种考虑温度和围压的微生物注浆加固装置，包括试验系统，所述试验系统顶部一侧连通有孔压控制部，所述孔压控制部用于孔压调整，所述试验系统底部一侧连通有反压控制部和围压控制部，所述反压控制部用于反压调整，所述围压控制部用于围压调整，所述试验系统另一侧连通有注浆组件，所述试验系统电性连接有计算机，所述计算机与所述围压控制部、所述反压控制部、所述孔压控制部和所述注浆组件电性连接。

优选的，所述试验系统包括水压箱，所述水压箱与所述围压控制部连通，所述水压箱底部固接有水压箱底座，所述水压箱底座顶部固接有试样底座，所述试样底座位于所述水压箱内，所述注浆组件注料端贯穿所述试样底座中心，所述反压控制部一端贯穿所述试样底座一侧，所述水压箱顶部固接有水压箱顶盖，所述水压箱顶盖中心固接有试样顶帽连接杆，所述试样顶帽连接杆底部固接有试样顶帽，所述试样顶帽与所述试样底座同轴设置，所述孔压控制部贯穿所述试样顶帽一侧，所述注浆组件回料端贯穿所述试样顶帽中心，所述水压箱顶盖一侧固接有水压箱温度控制器，所述水压箱温度控制器与所述计算机电性连接，所述水压箱顶盖另一侧固接有排水阀；

所述试样底座顶部接触设置有第二透水石，所述试样顶帽底部接触设置有第一透水石，所述第一透水石与所述第二透水石之间设有乳胶膜，所述乳胶膜上下边部侧壁分别与所述试样顶帽和所述试样底座的侧壁固接，所述乳胶膜、所述第一透水石和所述第二透水石围成的空间内放置有试样；

所述试样通过所述试样底座分别与所述注浆组件和所述反压控制部连通，所述试样通过所述试样顶帽与所述注浆组件和所述孔压控制部连通。

优选的，所述孔压控制部包括孔压压力控制器，所述孔压压力控制器与所述试样顶帽通过孔压连接管道连通，所述孔压连接管道连通有孔压管阀门，所述孔压管阀门与所述试样顶帽之间连通有孔压传感器，所述孔压传感器与所述计算机电性连接，所述孔压压力控制器与所述计算机电性连接。

优选的，所述反压控制部包括反压压力控制器，所述反压压力控制器与所述试样底座连通，所述反压压力控制器与所述计算机电性连接。

优选的，所述围压控制部包括围压压力控制器，所述围压压力控制器与所述水压箱底部连通，所述围压压力控制器与所述计算机电性连接。

优选的，所述注浆组件包括注浆部，所述注浆部底部通过所述试样底座与所述试样底部连通，所述注浆部顶部连通有压力泵，所述压力泵连通有回浆部，所述回浆部底部通过所述试样顶帽与所述试样顶部连通，所述试样、所述注浆部、所述压力泵和所述回浆部形成连通回路。

优选的，所述注浆部包括浆液箱，所述浆液箱顶部一侧连通有浆液箱压力控制器，所述浆液箱压力控制器与所述压力泵连通，所述浆液箱顶部另一侧固接有温度控制器，所述温度控制器与所述计算机电性连接，所述浆液箱底部通过所述试样底座与所述试样连通，所述浆液箱与所述试样底座之间设有注浆管流量控制器，所述注浆管流量控制器与所述计算机电性连接。

优选的，所述回浆部包括废液箱，所述废液箱顶部连通有废液箱压力控制器，所述废液箱压力控制器与所述压力泵连通，所述废液箱底部通过所述试样顶帽与所述试样连通，所述废液箱与所述试样顶帽之间设有出浆管流量控制器，所述出浆管流量控制器与所述计算机电性连接。

一种考虑温度和围压的微生物注浆加固装置的使用方法，基于一种考虑温度和围压的微生物注浆加固装置，包括以下步骤：

S1安装好试样，并将所述计算机、所述试验系统、所述围压控制部、所述反压控制部、所述孔压控制部和所述注浆组件连接好后，完成前期准备工作；

S2关闭所述注浆组件，使用所述计算机通过设置试验所需的围压、反压和温度，同时打开所述围压控制部、所述反压控制部和所述试验系统，关闭所述孔压控制部，通过所述围压控制部和所述反压控制部将压力施加于试样上，通过所述试验系统将温度施加于试样上；

S3当试样在设置的围压和温度下变形稳定后，关闭所述反压控制部和所述孔压控制部，使用所述计算机控制所述注浆组件设置温度和压力，使所述注浆组件的温度等于所述试验系统设置的温度，使所述注浆组件的压力等于所述反压控制部施加给试样的反压，当压力和温度达到设定值后，打开所述注浆组件注入浆料；

S4通过流量变化确定浆液是否充满试样内的孔隙，当浆料充满试样后关闭所述注浆组件，打开所述反压控制部，维持相应反压、围压和温度稳定，根据试验设计养护一定时长；

S5当需要多次注浆使重复步骤S3-S4；

S6注浆加固完成后，将所述注浆组件的注浆溶液换成蒸馏水，用大于两倍孔隙体积的蒸馏水清洗试样中的残留浆液；

S7清洗完成后，通过所述计算机控制所述围压控制部、所述反压控制部和所述试验系统缓慢卸掉围压、反压和温度，避免对加固后试样产生扰动，拆卸仪器，取出试样进行后续研究。

本发明具有如下技术效果：本发明提供专为微生物注浆加固试验开发的考虑温度和围压的注浆加固试验装置和使用方法，相较于传统方法，本发明的方法考虑温度和围压对微生物注浆加固效果的影响，更加真实模拟实际工程所遇到的各种工况，可显著降低温度和压力差异对微生物注浆加固室内试验研究和实际工程应用中的误差。本发明的装置及使用方法贴合实际、实用便捷、易于控制，适用于各种尺寸大小、围压和温度的微生物注浆加固试验研究。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明试验装置结构示意图；

图3为本发明试验装置结构俯视图；

图4为本发明注浆部结构示意图；

图5为本发明回浆部结构示意图；

其中，1、计算机；2、试验系统；3、浆液箱；4、废液箱；5、反压压力控制器；6、围压压力控制器；7、孔压压力控制器；8、压力泵；9、注浆管流量控制器；10、出浆管流量控制器；11、试样；12、乳胶膜；13、水压箱；14、试样顶帽；15、孔压连接管道；16、孔压管阀门；17、孔压传感器；18、水压箱温度控制器；19、试样顶帽连接杆；20、排水阀；21、出浆管道阀门；22、出浆管；23、螺栓；24、第一透水石；25、第二透水石；26、试样底座；27、注浆管阀门；28、注浆管；29、水压箱底座；30、反压管阀门；31、反压管；32、围压管；33、围压管阀门；34、注浆口；35、试样顶帽连接杆固定螺丝；36、反压孔；37、围压孔；38、孔压孔；39、出浆口；40、水压箱顶盖；41、浆液箱压力控制器；42、第一压力控制器连接管；43、浆液箱温度控制器连接线；44、温度控制器；45、废液箱压力控制器；46、第二压力控制器连接管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参照图1-5，本实施例提供一种考虑温度和围压的微生物注浆加固装置，包括试验系统2，试验系统2顶部一侧连通有孔压控制部，孔压控制部用于孔压调整，试验系统2底部一侧连通有反压控制部和围压控制部，反压控制部用于反压调整，围压控制部用于围压调整，试验系统2另一侧连通有注浆组件，试验系统2电性连接有计算机1，计算机1与围压控制部、反压控制部、孔压控制部和注浆组件电性连接。

使用时，将试样放置在试验系统2内，随后向试验系统2内加水，可通过围压控制部控制施加在试样上的水压，来模拟现实工况中试样所受到的围压，通过反压控制部调整试样的反压，可通过试验系统2控制水温，当围压、反压和水温达到试验要求数值并稳定后，经过一段时间，试样在设置的围压和温度下变形稳定，随后通过注浆组件向试样内注入浆料，待浆料全部充填后，维持试验系统2内反压、围压和温度稳定，根据试验设计养护一定时长，注浆完成后，将注浆组件的浆料换成蒸馏水，用两倍试样空隙体积的蒸馏水清洗试样中的残留浆液，清洗完成后，缓慢卸掉压力和温度，避免对加固后试样产生扰动，拆卸仪器，取出试样进行后续研究，相较于传统试验方式能更加真实模拟实际工程所遇到的各种工况，大大降低温度和压力差异造成的室内试验和实际工程应用的误差。

其中，围压控制部、反压控制部和孔压控制部相互独立，互不干涉。

计算机1与试验系统2、围压控制部、反压控制部、孔压控制部和注浆组件电性连接，通过计算机1控制装置整体运转。

进一步优化方案，试验系统2包括水压箱13，水压箱13与围压控制部连通，水压箱13底部固接有水压箱底座29，水压箱底座29顶部固接有试样底座26，试样底座26位于水压箱13内，注浆组件注料端贯穿试样底座26中心，反压控制部一端贯穿试样底座26一侧，水压箱13顶部固接有水压箱顶盖40，水压箱顶盖40中心固接有试样顶帽连接杆19，试样顶帽连接杆19底部固接有试样顶帽14，试样顶帽14与试样底座26同轴设置，孔压控制部贯穿试样顶帽14一侧，注浆组件回料端贯穿试样顶帽14中心，水压箱顶盖40一侧固接有水压箱温度控制器18，水压箱温度控制器18与计算机1电性连接，水压箱顶盖40另一侧固接有排水阀20；

试样底座26顶部接触设置有第二透水石25，试样顶帽14底部接触设置有第一透水石24，第一透水石24与第二透水石25之间设有乳胶膜12，乳胶膜12上下边部侧壁分别与试样顶帽14和试样底座26的侧壁固接，乳胶膜12、第一透水石24和第二透水石25围成的空间内放置有试样11；

试样11通过试样底座26分别与注浆组件和反压控制部连通，试样11通过试样顶帽14与注浆组件和孔压控制部连通。

试样11为需进行试验的土体，准备时，将试样11包裹在乳胶膜12内，并在试样11上下分别设置第一透水石24和第二透水石25，第一透水石24、第二透水石25与试样11之间分别设有滤纸，防止细小土颗粒进入第一透水石24和第二透水石25，乳胶膜12覆盖住第一透水石24和第二透水石25的侧壁，避免第一透水石24和第二透水石25与水压箱13连通；

试样11制备时，可先将第二透水石25放置在试样底座26上，随后在第二透水石25外侧包裹乳胶膜12，乳胶膜12的底部边缘与试样底座26侧壁通过密封圈固接，在第二透水石25顶面铺设滤纸，在乳胶膜12与第二透水石25围成的空间内填入试样11，当试样11填充完毕后，在试样11顶部铺设滤纸，随后将第一透水石24压至试样11顶部，并使乳胶膜12包裹在第一透水石24外侧，乳胶膜12顶部边缘与试样顶帽14侧壁通过密封圈固接，乳胶膜12优选为不透水材质，避免水压箱13内水进入，使试样11四周仅受水压作用。

试样底座26和试样顶帽14分别与第二透水石25和第一透水石24相匹配并紧密接触，同时乳胶膜12上下边部均通过密封圈与试样底座26和试样顶帽14固接，将第一透水石24和第二透水石25完全包裹在内，避免水压箱13内的水通过试样底座26和第二透水石25之间间隙及和试样顶帽14和第一透水石24之间间隙渗入试验土体，试样顶帽14通过试样顶帽14顶部固接的试样顶帽连接杆19与水压箱顶盖40滑动连接，可调整试样顶帽14在水压箱13内位置高低，以适应不同高度的试样11，随后试样顶帽14通过试样顶帽连接杆固定螺丝35与试样顶帽连接杆19固接，使试样顶帽14与水压箱顶盖40固定连接，水压箱顶盖40通过螺栓23与水压箱13固定连接，提高试样顶帽14与水压箱13结构一体性，进一步避免了水压箱13内水渗入到试样11内，同时可通过拆卸螺栓23和试样顶帽连接杆固定螺丝35将各构件分离，便于试样11的装填和取出。

反压控制部、注浆组件的一端贯穿试样底座26底部，反压控制部、注浆组件通过试样底座26分别与试样11底部连通，通过反压控制部控制反压，通过注浆组件将浆料注入试样11，浆料通过滤纸和第二透水石25，使浆料在试样11底部分布更加均匀，并逐渐充满试样11内试验土体的空隙中，当浆料充满后通过试样顶帽14与注浆组件连通，使多余浆料回到注浆组件中，试样11还通过试样顶帽14与孔压控制部连通，通过孔压控制部监测试样11内试验土体孔隙的压力。

水压箱13与围压控制部连通，当试样安装就位后，通过围压控制部向水压箱13内注入水，将水压箱13填充满，多余的水通过水压箱顶盖40顶部一侧设置的排水阀20排出，即表示水压箱13内充满了水，随后关闭排水阀20，通过围压控制部继续注入水，以增加水压，达到试验设定的围压值后，使水压保持在设定数值，随后通过水压箱顶盖40一侧设置的水压箱温度控制器18，调整水温，达到试验设定的温度，水压箱温度控制器18与计算机1电性连接，通过计算机1控制水压箱温度控制器18调整水温。

进一步优化方案，孔压控制部包括孔压压力控制器7，孔压压力控制器7与试样顶帽14通过孔压连接管道15连通，孔压连接管道15连通有孔压管阀门16，孔压管阀门16与试样顶帽14之间连通有孔压传感器17，孔压传感器17与计算机1电性连接，孔压压力控制器7与计算机1电性连接。

试样顶帽14一侧开设有孔压孔38，孔压连接管道15贯穿试样顶帽14与孔压孔38连通，孔压连接管道15与孔压管阀门16连通，通过孔压管阀门16控制孔压连接管道15的启闭，孔压管阀门16与试样顶帽14之间还连通有孔压传感器17，孔压传感器17与计算机1电性连接，通过孔压传感器17向计算机1实时反馈孔压数值，孔压压力控制器7与计算机1电性连接，通过孔压压力控制器7与孔压管阀门16配合以调整试样11的孔压。

进一步优化方案，反压控制部包括反压压力控制器5，反压压力控制器5与试样底座26连通，反压压力控制器5与计算机1电性连接。

试样底座26一侧开设有反压孔36，反压管31贯穿试样底座26与反压孔36连通，反压管31与反压管阀门30连通，通过反压管阀门30控制反压管31的启闭，反压压力控制器5与计算机1电性连接，通过反压压力控制器5与反压管阀门30配合以调整试样11的反压。

进一步优化方案，围压控制部包括围压压力控制器6，围压压力控制器6与水压箱13底部连通，围压压力控制器6与计算机1电性连接。

水压箱13底部一侧开设有围压孔37，围压管32与围压孔37连通，围压管32与围压管阀门33连通，通过围压管阀门33控制围压管32的启闭，围压压力控制器6与计算机1电性连接，通过围压压力控制器6与围压管阀门33配合以调整试样11的围压。

进一步优化方案，注浆组件包括注浆部，注浆部底部通过试样底座26与试样11底部连通，注浆部顶部连通有压力泵8，压力泵8连通有回浆部，回浆部底部通过试样顶帽14与试样11顶部连通，试样11、注浆部、压力泵8和回浆部形成连通回路。

注浆部内包含有浆液，浆液通过压力泵8泵送至试样11，经过试样11、注浆部、压力泵8和回浆部形成的连通回路实现浆液的注浆和回收。

进一步优化方案，注浆部包括浆液箱3，浆液箱3顶部一侧连通有浆液箱压力控制器41，浆液箱压力控制器41与压力泵8连通，浆液箱3顶部另一侧固接有温度控制器44，温度控制器44与计算机1电性连接，浆液箱3底部通过试样底座26与试样11连通，浆液箱3与试样底座26之间设有注浆管流量控制器9，注浆管流量控制器9与计算机1电性连接。

浆液箱3顶部一侧设有浆液箱压力控制器41，浆液箱压力控制器41通过第一压力控制器连接管42与压力泵8连通，通过浆液箱压力控制器41调整注浆压力，浆液箱3顶部另一侧固接有温度控制器44，温度控制器44通过浆液箱温度控制器连接线43与计算机1电性连接，通过温度控制器44控制浆液箱3内浆液温度，浆液箱3底部与试样底座26之间设有注浆管流量控制器9，注浆管流量控制器9与计算机1电性连接，通过计算机1控制注浆管流量控制器9调整注浆速度。

通过试样底座26中心开设的注浆口34，使浆液通过注浆管28由注浆口34进入试样11，注浆管28上还设置有注浆管阀门27，通过注浆管阀门27控制注浆管28的启闭。

进一步优化方案，回浆部包括废液箱4，废液箱4顶部连通有废液箱压力控制器45，废液箱压力控制器45与压力泵8连通，废液箱4底部通过试样顶帽14与试样11连通，废液箱4与试样顶帽14之间设有出浆管流量控制器10，出浆管流量控制器10与计算机1电性连接。

废液箱4顶部一侧设有废液箱压力控制器45，废液箱压力控制器45通过第二压力控制器连接管46与压力泵8连通，通过废液箱压力控制器45调整回浆压力，废液箱4底部与试样顶帽14之间设有出浆管流量控制器10，出浆管流量控制器10与计算机1电性连接，通过计算机1控制出浆管流量控制器10调整回浆速度。

通过试样顶帽14中心开设的出浆口39，使多余浆液由出浆口39进入出浆管22，出浆管22上还设置有出浆管道阀门21，通过出浆管道阀门21控制出浆管22的启闭。

一种考虑温度和围压的微生物注浆加固装置的使用方法，基于一种考虑温度和围压的微生物注浆加固装置，包括以下步骤：

S1安装好试样11，并将计算机1、试验系统2、围压控制部、反压控制部、孔压控制部和注浆组件连接好后，完成前期准备工作；

在试样11顶部和底部分别设置第一透水石24和第二透水石25，在试样11外侧包覆乳胶膜12，使试样11成型，试样11顶部和底部分别与第一透水石24和第二透水石25之间还可放置滤纸，将试样11、乳胶膜12、第一透水石24和第二透水石25放置在试样底座26上，将试样顶帽14压在第一透水石24上，盖上水压箱顶盖40，通过试样顶帽连接杆固定螺丝35和试样顶帽连接杆19固接使将水压箱顶盖40与试样顶帽14固接，拧紧螺栓23使水压箱13与水压箱顶盖40固接，将所有管路连接，并将所有阀门设为关闭状态，完成前期准备工作。

S2关闭注浆组件，使用计算机1通过设置试验所需的围压、反压和温度，同时打开围压控制部、反压控制部和试验系统2，关闭孔压控制部，通过围压控制部和反压控制部将压力施加于试样11上，通过试验系统2将温度施加于试样11上；

关闭注浆管阀门27和出浆管道阀门21，通过计算机1设置试验所需的围压、反压和温度，同时打开反压管阀门30、围压管阀门33，关闭孔压管阀门16，通过反压压力控制器5和围压压力控制器6和水压箱温度控制器18将压力和温度施加于试样11上。

S3当试样11在设置的围压和温度下变形稳定后，关闭反压控制部和孔压控制部，使用计算机1控制注浆组件设置温度和压力，使注浆组件的温度等于试验系统2设置的温度，使注浆组件的压力等于反压控制部施加给试样11的反压，当压力和温度达到设定值后，打开注浆组件注入浆料；

当试样11在设置的围压和温度下变形稳定后，关闭反压管阀门30和孔压管阀门16，使用计算机1通过压力泵8、浆液箱压力控制器41和废液箱压力控制器45给浆液箱3和废液箱4施加压力，使用计算机1通过温度控制器44给浆液箱3设置温度，浆液箱3和废液箱4的压力等于反压压力控制器5施加给试样11的反压，温度控制器44设置的温度等于水压箱13通过水压箱温度控制器18设置的温度，当压力和温度达到设定值后打开注浆管阀门27和出浆管道阀门21；

通过计算机1、压力泵8和浆液箱压力控制器41增加浆液箱3的压力，此时试样11的注浆压力为浆液箱3与废液箱4的压力差，当注浆压力达到预定值时维持压力稳定，对试样11进行注浆加固；

注浆过程中，使用计算机1通过注浆管流量控制器9和出浆管流量控制器10控制流量和流速，使注浆口34和出浆口39的浆液流动速度相同，或控制为试验的设计流速大小；

S4通过流量变化确定浆液是否充满试样11内的孔隙，当浆料充满试样11后关闭注浆组件，打开反压控制部，维持相应反压、围压和温度稳定，根据试验设计养护一定时长；

通过流量变化确定浆液是否充满试样11孔隙，当浆液充满试样11后关闭注浆管阀门27和出浆管道阀门21，打开反压管阀门30，维持相应反压、围压和温度稳定，根据试验设计养护一定时长；

S5当需要多次注浆使重复步骤S3-S4；

S6注浆加固完成后，将注浆组件的注浆溶液换成蒸馏水，用大于两倍孔隙体积的蒸馏水清洗试样11中的残留浆液；

S7清洗完成后，通过计算机1控制围压控制部、反压控制部和试验系统2缓慢卸掉围压、反压和温度，避免对加固后试样11产生扰动，拆卸仪器，取出试样11进行后续研究。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (1)

1.一种考虑温度和围压的微生物注浆加固装置的使用方法，其特征在于：

所述考虑温度和围压的微生物注浆加固装置包括试验系统(2)，所述试验系统(2)顶部一侧连通有孔压控制部，所述孔压控制部用于孔压调整，所述试验系统(2)底部一侧连通有反压控制部和围压控制部，所述反压控制部用于反压调整，所述围压控制部用于围压调整，所述试验系统(2)另一侧连通有注浆组件，所述试验系统(2)电性连接有计算机(1)，所述计算机(1)与所述围压控制部、所述反压控制部、所述孔压控制部和所述注浆组件电性连接；所述试验系统(2)包括水压箱(13)，所述水压箱(13)与所述围压控制部连通，所述水压箱(13)底部固接有水压箱底座(29)，所述水压箱底座(29)顶部固接有试样底座(26)，所述试样底座(26)位于所述水压箱(13)内，所述注浆组件注料端贯穿所述试样底座(26)中心，所述反压控制部一端贯穿所述试样底座(26)一侧，所述水压箱(13)顶部固接有水压箱顶盖(40)，所述水压箱顶盖(40)中心固接有试样顶帽连接杆(19)，所述试样顶帽连接杆(19)底部固接有试样顶帽(14)，所述试样顶帽(14)与所述试样底座(26)同轴设置，所述孔压控制部贯穿所述试样顶帽(14)一侧，所述注浆组件回料端贯穿所述试样顶帽(14)中心，所述水压箱顶盖(40)一侧固接有水压箱温度控制器(18)，所述水压箱温度控制器(18)与所述计算机(1)电性连接，所述水压箱顶盖(40)另一侧固接有排水阀(20)；

所述试样底座(26)顶部接触设置有第二透水石(25)，所述试样顶帽(14)底部接触设置有第一透水石(24)，所述第一透水石(24)与所述第二透水石(25)之间设有乳胶膜(12)，所述乳胶膜(12)上下边部侧壁分别与所述试样顶帽(14)和所述试样底座(26)的侧壁固接，所述乳胶膜(12)、所述第一透水石(24)和所述第二透水石(25)围成的空间内放置有试样(11)；

所述试样(11)通过所述试样底座(26)分别与所述注浆组件和所述反压控制部连通，所述试样(11)通过所述试样顶帽(14)与所述注浆组件和所述孔压控制部连通；所述注浆组件包括注浆部，所述注浆部底部通过所述试样底座(26)与所述试样(11)底部连通，所述注浆部顶部连通有压力泵(8)，所述压力泵(8)连通有回浆部，所述回浆部底部通过所述试样顶帽(14)与所述试样(11)顶部连通，所述试样(11)、所述注浆部、所述压力泵(8)和所述回浆部形成连通回路；所述注浆部包括浆液箱(3)，所述浆液箱(3)顶部一侧连通有浆液箱压力控制器(41)，所述浆液箱压力控制器(41)与所述压力泵(8)连通，所述浆液箱(3)顶部另一侧固接有温度控制器(44)，所述温度控制器(44)与所述计算机(1)电性连接，所述浆液箱(3)底部通过所述试样底座(26)与所述试样(11)连通，所述浆液箱(3)与所述试样底座(26)之间设有注浆管流量控制器(9)，所述注浆管流量控制器(9)与所述计算机(1)电性连接；所述回浆部包括废液箱(4)，所述废液箱(4)顶部连通有废液箱压力控制器(45)，所述废液箱压力控制器(45)与所述压力泵(8)连通，所述废液箱(4)底部通过所述试样顶帽(14)与所述试样(11)连通，所述废液箱(4)与所述试样顶帽(14)之间设有出浆管流量控制器(10)，所述出浆管流量控制器(10)与所述计算机(1)电性连接；所述孔压控制部包括孔压压力控制器(7)，所述孔压压力控制器(7)与所述试样顶帽(14)通过孔压连接管道(15)连通，所述孔压连接管道(15)连通有孔压管阀门(16)，所述孔压管阀门(16)与所述试样顶帽(14)之间连通有孔压传感器(17)，所述孔压传感器(17)与所述计算机(1)电性连接，所述孔压压力控制器(7)与所述计算机(1)电性连接；所述试样顶帽(14)一侧开设有孔压孔(38)，所述孔压连接管道(15)贯穿所述试样顶帽(14)与所述孔压孔(38)连通，所述孔压连接管道(15)与所述孔压管阀门(16)连通，所述孔压管阀门(16)与所述试样顶帽(14)之间还连通有孔压传感器(17)，所述孔压传感器(17)与所述计算机(1)电性连接；

所述反压控制部包括反压压力控制器(5)，所述反压压力控制器(5)与所述试样底座(26)连通，所述反压压力控制器(5)与所述计算机(1)电性连接；所述试样底座(26)一侧开设有反压孔(36)，反压管(31)贯穿所述试样底座(26)与所述反压孔(36)连通，所述反压管(31)与反压管阀门(30)连通；

所述围压控制部包括围压压力控制器(6)，所述围压压力控制器(6)与所述水压箱(13)底部连通，所述围压压力控制器(6)与所述计算机(1)电性连接；

所述水压箱(13)底部一侧开设有围压孔(37)，围压管(32)与所述围压孔(37)连通，所述围压管(32)与围压管阀门(33)连通；

所述使用方法包括以下步骤：

S1安装好试样(11)，并将所述计算机(1)、所述试验系统(2)、所述围压控制部、所述反压控制部、所述孔压控制部和所述注浆组件连接好后，完成前期准备工作；

S2关闭所述注浆组件，使用所述计算机(1)通过设置试验所需的围压、反压和温度，同时打开所述围压控制部、所述反压控制部和所述试验系统(2)，关闭所述孔压控制部，通过所述围压控制部和所述反压控制部将压力施加于试样(11)上，通过所述试验系统(2)将温度施加于试样(11)上；

S3当试样(11)在设置的围压和温度下变形稳定后，关闭所述反压控制部和所述孔压控制部，使用所述计算机(1)控制所述注浆组件设置温度和压力，使所述注浆组件的温度等于所述试验系统(2)设置的温度，使所述注浆组件的压力等于所述反压控制部施加给试样(11)的反压，当压力和温度达到设定值后，打开所述注浆组件注入浆料；

S4通过流量变化确定浆液是否充满试样(11)内的孔隙，当浆料充满试样(11)后关闭所述注浆组件，打开所述反压控制部，维持相应反压、围压和温度稳定，根据试验设计养护一定时长；

S5当需要多次注浆使重复步骤S3-S4；

S6注浆加固完成后，将所述注浆组件的注浆溶液换成蒸馏水，用大于两倍孔隙体积的蒸馏水清洗试样(11)中的残留浆液；

S7清洗完成后，通过所述计算机(1)控制所述围压控制部、所述反压控制部和所述试验系统(2)缓慢卸掉围压、反压和温度，避免对加固后试样(11)产生扰动，拆卸仪器，取出试样(11)进行后续研究。