CN204374180U - 一种可拆卸组合式微生物固化试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可拆卸组合式微生物固化试验装置，包括基座、固定杆、固定套环装置以及截面呈圆形的柱形钢模；基座上设置有基座圆形凹槽、基座中通圆孔、橡胶软管通道以及设置在橡胶软管通道上的液体流速控制装置；固定杆设置在基座上；截面呈圆形的柱形钢模放置在基座上的基座圆形凹槽中并通过固定套环装置固定在固定杆上；柱形钢模的侧壁上设置有与柱形钢模内部相贯通的密闭排液阀；柱形钢模的顶部以及底部分别设置有顶部液体流经装置以及底部液体流经装置；微生物固化试验液体依次通过顶部液体流经装置、待固化试样、底部液体流经装置、基座圆形凹槽以及橡胶软管通道后排出。本实用新型具有结构简单、实施快捷方便等优点。

Description

一种可拆卸组合式微生物固化试验装置

技术领域

本实用新型属于室内模型试验的仪器领域，涉及一种可拆卸组合式微生物固化试验装置。

背景技术

微生物固化技术是岩土工程领域新兴起的一种集生物、化学和岩土工程于一体的新型地基处理技术。该技术可有效改善土体的工程力学特性，同时具备节能、环保、对土体扰动小等优点，为解决传统地基处理技术中能耗高、噪音大、与环境不友好等诸多缺陷提供了可能。因此，该项技术在高速公路(铁路)、城市道路修复、围海造陆工程中均有广阔的应用前景。微生物固化技术应用于不良地基的处理是岩土工程领域一次全新的尝试。目前，对于该项新型技术的研究尚处于起步阶段，仍需进行大量的室内模型试验对微生物改性土体的工程特性及相关机理进行研究，以推动该项技术在实际工程中的应用与推广。

现有微生物固化土体室内试验装置一般采用塑料注射器或PVC管，主要存在以下不足：

1)岩土工程中常涉及数米厚的不良地基需要进行处理，微生物固化技术沿地基深度方向的处理效果是研究人员非常关注的问题之一，而塑料注射器或PVC管一般适用于小尺寸试样的制作与固化，很难进行大尺寸试样试验，即便是采用PVC管制作大尺寸试样，也很难保填料沿试样高度方向均匀分布的要求，且制样操作过程极为复杂不便；

2)微生物固化过程中微生物固化试验液体的pH值以及相关离子的浓度是研究人员用于反映细菌在土体中活性的参考指标，现有微生物固化装置仅能实现从试样顶底端采集微生物固化试验液体，无法满足研究人员分析细菌活性及相关离子浓度沿试样高度变化规律的要求；

3)塑料注射器或PVC管为一整体，固化后试样较难拆卸，且在拆模过程中易损坏试样，对固化试样扰动较大，特别是对于大尺寸试样或固化效果较差的试样；

4)塑料注射器或PVC管在拆模后不能重复利用，造成资源浪费。

实用新型内容

针对现有技术中存在的不足，本实用新型的目的在于提供了一种结构简单以及实施快捷方便的可拆卸组合式微生物固化试验装置。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种可拆卸组合式微生物固化试验装置，其特征在于：所述可拆卸组合式微生物固化试验装置包括基座、固定杆、固定套环装置以及截面呈圆形的柱形钢模；所述基座上设置有基座圆形凹槽、基座中通圆孔、橡胶软管通道以及设置在橡胶软管通道上的液体流速控制装置；所述基座中通圆孔设置在基座圆形凹槽中；所述基座圆形凹槽通过基座中通圆孔与橡胶软管通道相贯通；所述固定杆设置在基座上；所述截面呈圆形的柱形钢模放置在基座上的基座圆形凹槽中并通过固定套环装置固定在固定杆上；所述柱形钢模的侧壁上设置有与柱形钢模内部相贯通的密闭排液阀；所述柱形钢模的顶部以及底部分别设置有顶部液体流经装置以及底部液体流经装置，待固化试样置于柱形钢模中并置于顶部液体流经装置和底部液体流经装置之间，微生物固化试验液体依次通过顶部液体流经装置、待固化试样、底部液体流经装置、基座圆形凹槽以及橡胶软管通道后排出。

作为优选，本实用新型所采用的顶部液体流经装置包括自上而下设置在柱形钢模顶部端口的橡胶塞以及透水石；所述橡胶塞上开设有橡胶塞中通圆孔；橡胶软管穿过橡胶塞中通圆孔；微生物固化试验液体通过橡胶软管流至透水石并经过透水石渗入待固化试样中。

作为优选，本实用新型所采用的底部液体流经装置包括自上而下设置在柱形钢模底部端口的透水石以及橡胶塞；所述橡胶塞上开设有橡胶塞中通圆孔；橡胶软管穿过橡胶塞中通圆孔；经过待固化试样后的微生物固化试验液体流至透水石并经过透水石渗入橡胶软管中；所述橡胶软管穿过橡胶软管通道。

作为优选，本实用新型所采用的液体流速控制装置包括设置在基座内的齿轮轨道以及齿轮；所述齿轮置于穿过橡胶软管通道的橡胶软管上，并通过在齿轮轨道上滑动控制液体排放。

作为优选，本实用新型所采用的截面呈圆形的柱形钢模是分体结构或整体结构。

作为优选，本实用新型所采用的截面呈圆形的柱形钢模是分体结构时，所述截面呈圆形的柱形钢模包括两个截面呈半圆形的柱形钢模以及连接螺栓；所述两个截面呈半圆形的柱形钢模相互扣合并通过连接螺栓形成一个截面呈圆形的柱形钢模。

作为优选，本实用新型所采用的两个截面呈半圆的柱形钢模在相互扣合时的扣合端面上设置有半柱形钢模凹槽和半柱形钢模凸起；所述两个截面呈半圆的柱形钢模通过半柱形钢模凹槽和半柱形钢模凸起相互扣合。

作为优选，本实用新型所采用的两个截面呈半圆的柱形钢模在相互扣合时的扣合端面的径向延伸段还设置有半柱形钢模中通圆孔连接片；所述连接螺栓穿过半柱形钢模中通圆孔连接片并将两个截面呈半圆的柱形钢模形成一个截面呈圆形的柱形钢模。

作为优选，本实用新型所采用的柱形钢模是一节或多节；所述柱形钢模是多节时；所述相邻两节柱形钢模上设置有半柱形钢模外置螺纹接口；所述相邻两节柱形钢模通过带有内置螺纹的连接套筒相互连接。

作为优选，本实用新型所采用的固定套环装置包括固定螺丝、套环、固定连接杆以及半圆形固定钢铰；所述固定连接杆的两端分别连接有套环以及半圆形固定钢铰；所述套环套装在固定杆外部并通过固定螺丝固定；所述半圆形固定钢铰套装在截面呈圆形的柱形钢模外部。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型提供了一种可拆卸组合式微生物固化试验装置，由柱形钢模、连接套筒、基座、固定杆、固定套环装置、橡胶塞、橡胶软管以及透水石等组成；柱形钢模由2个半柱形钢模通过连接螺栓构成侧边密闭制样装置；若干个柱形钢模可通过连接套筒不断接高，并通过固定杆与固定套环装置与基座连接固定。

具体而言，本实用新型具有以下优点：

1)本实用新型采用2个半柱形钢模通过连接螺栓构成制备试样的柱形钢模，可便于固化后试样的拆模，且拆模过程中对试样扰动小；

2)本实用新型采用的柱形钢模和固定杆可根据试验所需尺寸进行调整，能满足室内尺寸较高试样的制作和固化效果的研究，方便快捷、可操作性强，同时设置的固定装置可防止试样的倾倒；

3)本实用新型采用的柱形钢模侧面设有密闭排液阀，可实现对微生物固化进程中试样不同高度位置微生物固化试验液体pH值及相关离子浓度的实时监测。

附图说明

图1为本实用新型所提供的可拆卸组合式微生物固化试验装置的结构示意图；

图2为本实用新型所采用的截面呈半圆的柱形钢模的侧视结构示意图；

图3为本实用新型所采用的截面呈半圆的柱形钢模的俯视放大结构示意图；

图4为本实用新型所采用的基座平面结构示意图；

图5为本实用新型所采用的固定套环装置平面结构示意图；

附图标记说明如下：

1-柱形钢模；2-连接套筒；3-基座；4-固定杆；5-固定套环装置；6-橡胶塞；7-橡胶软管；8-透水石；9-半柱形钢模；10-连接螺栓；11-密闭排液阀；12-半柱形钢模外置螺纹接口；13-半柱形钢模中通圆孔连接片；14-半柱形钢模凹槽；15-半柱形钢模凸起；16-基座内置螺纹接口；17-基座圆形凹槽；18-基座中通圆孔；19-橡胶软管通道；20-齿轮；21-齿轮轨道；22-固定杆外置螺纹接口；23-固定杆内置螺纹接口；24-固定螺丝；25-套环；26-固定连接杆；27-半圆形固定钢铰；28-橡胶塞中通圆孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

一种可拆卸组合式微生物固化试验装置，如图1、2、3、4和5所示，由柱形钢模1、连接套筒2、基座3、固定杆4、固定套环装置5、橡胶塞6、橡胶软管7和透水石8组成；

柱形钢模1、连接套筒2、橡胶塞6和橡胶软管7构成一密闭整体并放置在基座3的基座圆形凹槽17内，通过固定杆4和固定套环装置5与基座3连接固定。

柱形钢模1由2个截面呈半圆的柱形钢模9通过连接螺栓10构成侧边密闭的圆筒。

截面呈半圆的柱形钢模9高130mm，内径39.1mm，厚3mm，沿高度方向设有一排均匀分布且间距为20-25mm、内径为3-5mm的密闭排液阀11，两端部设有高8-10mm的半柱形钢模外置螺纹接口12，两侧设有半柱形钢模中通圆孔连接片13，两侧边环向分别设有直径1mm的半柱形钢模凹槽14和半柱形钢模凸起15。

连接套筒2高15-20mm，内径42.1mm，厚3mm，设有内置螺纹，可与柱形钢模1端部的半柱形钢模外置螺纹接口12密闭连接；

基座3设有内径为10mm的基座内置螺纹接口16，高20-25mm、内径50-55mm的基座圆形凹槽17、内径30-35mm的基座中通圆孔18、直径为10-15mm的橡胶软管通道19、齿轮20及齿轮轨道21；通过滑动齿轮20可控制橡胶软管7中液体的排放。

固定杆4直径15mm、杆长500mm；一端为外径10mm的固定杆外置螺纹接口22，可与基座内置螺纹接口16相连；另一端为内径10mm的固定杆内置螺纹接口23。相邻两根固定杆4可通过固定杆外置螺纹接口22与固定杆内置螺纹接口23首尾相连。

固定套环装置5由固定螺丝24、内径16mm的套环25、长40-45mm的固定连接杆26和内径43-45mm的半圆形固定钢铰27构成，固定套环装置5可沿固定杆4滑动到预定位置后，通过固定螺丝24固定。

橡胶塞6下端直径46mm，上端直径38mm，高30mm，设有内径8mm的橡胶塞中通圆孔28。

橡胶软管7外径8mm，可与橡胶塞中通圆孔28密闭连接。

本实用新型所提供的可拆卸组合式微生物固化试验装置的具体安装方式是：

1)将齿轮20滑至最右侧后，将通过橡胶塞中通圆孔28与橡胶塞6紧密相连的橡胶软管7穿过基座橡胶软管通道19，然后将橡胶塞6放置在基座3的基座圆形凹槽17内，并将透水石8放置在橡胶塞6的顶端；

2)取2个截面呈半圆的柱形钢模9，将半柱形钢模中通圆孔连接片13通过连接螺栓10形成侧面密闭的柱形钢模1，将该柱形钢模1与橡胶塞6连接紧密后，通过固定杆4和固定套环装置5固定在基座3上，之后采用落雨法将土样装入柱形钢模1内；

3)根据试样高度，采用若干个柱形钢模1通过连接套筒2进行接高，并根据需要不断加长固定杆4和采用一定数量的固定套环装置5将柱形钢模1固定在基座3上，每连接一个柱形钢模1即采用落雨法进行装样；

4)待土样装至预定高度后，在试样顶端放置透水石8，并将连接有橡胶软管7的橡胶塞6与柱形钢模1顶相连，然后将橡胶软管7与蠕动泵相连并进行菌液、营养液的注射，菌液及营养液注射过程中将齿轮20滑至最右侧以排除柱形钢模1内原有废弃液，注射完之后将齿轮20滑至最左侧停止排液。

5)在试验过程中，根据需要打开密闭排液阀11取出一定量的微生物固化试验液体测定其pH值以及相关离子浓度等。

本实用新型工作原理：本实用新型通过2个截面呈半圆的柱形钢模9实现模具的制作和拆除，方便快捷且对固化土扰动小；通过多个柱形钢模1与连接套筒2连接实现对不同高度试样的制作；通过柱形钢模1侧壁上的密闭排液阀11取微生物固化试验液体测定其pH值及相关离子浓度等，实现对试样不同高度位置微生物固化进程的实时监测；通过基座中的齿轮20的滑动实现对废弃液排放的控制。

上述具体实施方式只是本实用新型的一个优选实施例，并不是用来限制本实用新型的实施与权利要求范围的，凡依据本实用新型申请专利保护范围所述的内容做出的等效变化和修饰，均应包括于本实用新型专利申请范围内。

Claims (10)

1.一种可拆卸组合式微生物固化试验装置，其特征在于：所述可拆卸组合式微生物固化试验装置包括基座（3）、固定杆（4）、固定套环装置（5）以及截面呈圆形的柱形钢模（1）；所述基座（3）上设置有基座圆形凹槽（17）、基座中通圆孔（18）、橡胶软管通道（19）以及设置在橡胶软管通道（19）上的液体流速控制装置；所述基座中通圆孔（18）设置在基座圆形凹槽（17）中；所述基座圆形凹槽（17）通过基座中通圆孔（18）与橡胶软管通道（19）相贯通；所述固定杆（4）设置在基座（3）上；所述截面呈圆形的柱形钢模（1）放置在基座（3）上的基座圆形凹槽（17）中并通过固定套环装置（5）固定在固定杆（4）上；所述柱形钢模（1）的侧壁上设置有与柱形钢模（1）内部相贯通的密闭排液阀（11）；所述柱形钢模（1）的顶部以及底部分别设置有顶部液体流经装置以及底部液体流经装置，待固化试样置于柱形钢模（1）中并置于顶部液体流经装置和底部液体流经装置之间，微生物固化试验液体依次通过顶部液体流经装置、待固化试样、底部液体流经装置、基座圆形凹槽（17）以及橡胶软管通道（19）后排出。

2.根据权利要求1所述的可拆卸组合式微生物固化试验装置，其特征在于：所述顶部液体流经装置包括自上而下设置在柱形钢模（1）顶部端口的橡胶塞（6）以及透水石（8）；所述橡胶塞（6）上开设有橡胶塞中通圆孔（28）；橡胶软管（7）穿过橡胶塞中通圆孔（28）；微生物固化试验液体通过橡胶软管（7）流至透水石（8）并经过透水石（8）渗入待固化试样中。

3.根据权利要求1所述的可拆卸组合式微生物固化试验装置，其特征在于：所述底部液体流经装置包括自上而下设置在柱形钢模（1）底部端口的透水石（8）以及橡胶塞（6）；所述橡胶塞（6）上开设有橡胶塞中通圆孔（28）；橡胶软管（7）穿过橡胶塞中通圆孔（28）；经过待固化试样后的微生物固化试验液体流至透水石（8）并经过透水石（8）渗入橡胶软管（7）中；所述橡胶软管（7）穿过橡胶软管通道（19）。

4.根据权利要求1所述的可拆卸组合式微生物固化试验装置，其特征在于：所述液体流速控制装置包括设置在基座（3）内的齿轮轨道（21）以及齿轮（20）；所述齿轮（20）置于穿过橡胶软管通道（19）的橡胶软管（7）上，并通过在齿轮轨道（21）上滑动控制液体排放。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的可拆卸组合式微生物固化试验装置，其特征在于：所述截面呈圆形的柱形钢模（1）是分体结构或整体结构。

6.根据权利要求5所述的可拆卸组合式微生物固化试验装置，其特征在于：所述截面呈圆形的柱形钢模（1）是分体结构时，所述截面呈圆形的柱形钢模（1）包括两个截面呈半圆形的柱形钢模（9）以及连接螺栓（10）；所述两个截面呈半圆形的柱形钢模（9）相互扣合并通过连接螺栓（10）形成一个截面呈圆形的柱形钢模（1）。

7.根据权利要求6所述的可拆卸组合式微生物固化试验装置，其特征在于：所述两个截面呈半圆的柱形钢模（9）在相互扣合时的扣合端面上设置有半柱形钢模凹槽（14）和半柱形钢模凸起（15）；所述两个截面呈半圆的柱形钢模（9）通过半柱形钢模凹槽（14）和半柱形钢模凸起（15）相互扣合。

8.根据权利要求7所述的可拆卸组合式微生物固化试验装置，其特征在于：所述两个截面呈半圆的柱形钢模（9）在相互扣合时的扣合端面的径向延伸段还设置有半柱形钢模中通圆孔连接片（13）；所述连接螺栓（10）穿过半柱形钢模中通圆孔连接片（13）并将两个截面呈半圆的柱形钢模（9）形成一个截面呈圆形的柱形钢模（1）。

9.根据权利要求8所述的可拆卸组合式微生物固化试验装置，其特征在于：所述柱形钢模（1）是一节或多节；所述柱形钢模（1）是多节时；所述相邻两节柱形钢模（1）上设置有半柱形钢模外置螺纹接口（12）；所述相邻两节柱形钢模（1）通过带有内置螺纹的连接套筒（2）相互连接。

10.根据权利要求9所述的可拆卸组合式微生物固化试验装置，其特征在于：所述固定套环装置（5）包括固定螺丝（24）、套环（25）、固定连接杆（26）以及半圆形固定钢铰（27）；所述固定连接杆（26）的两端分别连接有套环（25）以及半圆形固定钢铰（27）；所述套环（25）套装在固定杆（4）外部并通过固定螺丝（24）固定；所述半圆形固定钢铰（27）套装在截面呈圆形的柱形钢模（1）外部。