CN205276337U - 一种微生物加固灌浆养护试验装置 - Google Patents

Abstract

一种微生物加固灌浆养护试验装置，包括微生物注浆台、支架、试样养护箱，微生物注浆台通过进液管和进液管接头与支架相连，微生物注浆台、支架分别搁置在试样养护箱的导轨槽、支架滑槽。在微生物注浆台上有四个箱体，分别是清液箱、菌液箱、固定液箱、胶结液箱，四个箱体分别通过四根进液管与四个微型水泵相连，四根进液管再与试样养护箱面板上的四个流速监测仪分别对应相连，从四个流速监测仪接出进液管之后，合并成一根进液总管，进液总管通过进液管总接头与上橡胶卡口塞的进液口相连。本实用新型一种微生物加固灌浆养护试验装置，可以在注浆过程中控制注浆压力、流速、温度等因素，这些因素均由相应的数值仪器进行监测和调节，减少了人为操作的不准确性，提高实验结果的准确性。

Description

一种微生物加固灌浆养护试验装置

技术领域

本实用新型涉及一种试验装置，具体涉及一种微生物加固灌浆养护试验装置。

背景技术

目前，在较多库岸边坡地质灾害防治中，可以归纳为排水、减荷、加固，常用的工程措施主要有锚杆、锚索、削坡减载等，部分岩土工程中采用了水泥、石灰、化学浆材或者生物酶类进行岩土体加固。21世纪以来，学科交叉在处理一些前沿问题上展现出了强大的竞争力，其中，微生物灌浆加固技术是最近发展起来的一种新型岩土体加固方法，该方法主要利用微生物可以在多孔介质中生长、运移和繁殖等特性进行岩土体改性，不仅是全新的理论突破和技术创新，而且对生态环境和可持续发展将带来深远的影响。但目前微生物加固主要应用于改善土体的孔隙结构及渗透性，提高土体的强度和刚度，并且取得了显著的效果，但截止目前，鲜有关于节理裂隙岩体微生物加固相关的研究。自然界的岩体往往存在节理裂隙等大量微观或宏观的缺陷，这些节理裂隙的存在极大的影响了岩体结构内部的应力场、渗流场和化学场，其性质往往控制着整个岩体结构的稳定。研究表明，大量岩体工程如边坡、坝基等失稳均由软弱结构面或者沿结构面的破坏造成的。典型的三峡工程竣工后，三峡库区的库水位大幅提升并且在145~175m库水消落带之间循环变化，该区域几乎不存在植被，岩体节理、裂隙充分发育，张开度较大，呈分层崩解、破碎趋势，而且这种破坏呈渐进发展趋势，节理岩体的物理、力学特性变化将直接影响库岸边坡的变形稳定，很可能使稳定的库岸边坡向不稳定方向发展。常规的加固方法由于存在着高能耗、高污染排放和高成本等缺点而限制了这些方法的应用。

发明内容

针对现有加固方法存在的缺点，本实用新型的目的在于提供一种微生物加固灌浆养护试验装置，该装置有以下几个特点：第一，可以在注浆过程中控制注浆压力、流速、温度等因素，这些因素均由相应的数值仪器进行监测和调节，减少了人为操作的不准确性，提高实验结果的准确性。第二，试样养护箱可以养护反应类型（厌氧型或者好氧型）的微生物，可以在有氧和无氧的条件下对微生物的加固条件进行控制；第三，鉴于试样养护箱箱体体积较大，特别在箱体底部设置了滑轮，便于移动。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种微生物加固灌浆养护试验装置，包括微生物注浆台、支架、试样养护箱，微生物注浆台通过进液管和进液管接头与支架相连，微生物注浆台、支架分别搁置在试样养护箱的导轨槽、支架滑槽。在微生物注浆台上有四个箱体，分别是清液箱、菌液箱、固定液箱、胶结液箱，四个箱体分别通过四根进液管与四个微型水泵相连，四根进液管再与试样养护箱面板上的四个流速监测仪分别对应相连，从四个流速监测仪接出进液管之后，合并成一根进液总管，进液总管通过进液管总接头与上橡胶卡口塞的进液口相连。

上橡胶卡口塞下面设有缓冲层，缓冲层下即为试样，待加固的试样盛放在盛放于聚丙烯PP模具中，聚丙烯PP模具外侧有用于对模具进行保护的有机玻璃套筒，聚丙烯PP模具与有机玻璃套筒通过上橡胶卡口塞、下橡胶卡口塞进行固定，下橡胶卡口塞上设有出液口，出液管与出液口相连，将多余的废液排到废液箱中。

所述有机玻璃套筒搁置在套筒固定筒内，支架下设支架滑轮，便于支架在试样养护箱内的移动。

所述微生物注浆台搁置在试样养护箱的导轨槽上；所述微生物注浆台可在试样养护箱的导轨槽上左右滑动；支架搁置在试样养护箱的支架滑槽；支架可在试样养护箱的支架滑槽上左右推拉；试样养护箱的面板上下部分设有由用钢化玻璃制成的可视窗口，试样养护箱的面板中部设有流速检测仪、流速调节开关、精密数显压力计、精密调压器、养护箱温度显示仪和温度调节按钮。用于对养护箱内注浆流速、注浆压力和养护箱内温度进行控制。另外试样养护箱顶部设有气孔，便于控制试样养护箱内是否需氧情况，底部设有养护箱滑轮便于对试样养护箱的整体移动。

所述清液箱、菌液箱、固定液箱和胶结液箱上均设有用于对注液量进行计量的刻度线。

所述微生物注浆台的台面上设有四个孔洞，便于进液管穿过台面与下面装置部分相连。

所述缓冲层做成一个便于放置的块体，缓冲层用于将所注液体均匀分配到待加固的试样上表面。

所述聚丙烯PP模具和有机玻璃套筒之间有3mm的空隙。

所述支架上设有推拉支架的抓柄。支架用于对连接好的进液管、上橡胶卡口塞、下橡胶卡口塞、缓冲层、装有待固定试样的聚丙烯PP模具和机玻璃套筒进行支撑固定。

所述试样养护箱右侧设有侧门，侧门上有养护箱门把手。

本实用新型一种微生物加固灌浆养护试验装置，技术效果如下：

1）、所述的清液箱、菌液箱、固定液箱和胶结液箱上均设有用于对注液量进行计量的刻度线。

2）、所述的微生物注浆台的台面上设有四个孔洞，便于进液管穿过台面与下面装置部分相连。

3）、所述的缓冲层做成一个便于放置的块体，用于将所注液体均匀分配到待固定的试样上表面。

4）、聚丙烯PP模具和有机玻璃套筒之间有3mm的空隙。

5）、本实用新型装置在微生物灌浆过程中可控制各种液体的注入流速和注入压力。

6）、本实用新型在微生物灌浆完成后的加固过程中，可控制试样养护箱的温度和箱内氧气有无。

附图说明

图1是本实用新型的微生物注浆台示意图；

图2是本实用新型的支架示意图；

图3是本实用新型的试样养护箱示意图；

图4是本实用新型的微生物灌浆装置主体示意图；

图5是本实用新型的聚丙烯PP模具主视图；

图6是本实用新型的有机玻璃套筒主视图；

图7是本实用新型的橡胶卡口塞主视图和俯视图；

图8是本实用新型的缓冲层示意图。

其中：1-清水箱，2-菌液箱，3-固定液箱，4-胶结液箱，5-微型水泵，6-进液管，7-止液夹，8-进液管总接头，9-进液口，10-上橡胶卡口塞，10’-下橡胶卡口塞，11-缓冲层，11’-下缓冲层，12-聚丙烯PP模具，13-有机玻璃套筒，14-试样：岩样或者砂样，15-出液口，16-出液管，17-废液箱，18-微生物注浆台，19-支架，20-套筒固定筒，21-抓柄，22-滑轮，23-导轨槽，24-流速调节开关，25-流速监测仪，26-精密调压器，27-精密数显压力计，28-养护箱门把手，29-可视窗口，30-养护箱温度显示仪，31-温度调节按钮，32-支架滑槽，33-养护箱滑轮。

具体实施方式

如图1~图8所示，一种微生物加固灌浆养护试验装置，包括微生物注浆台18、支架19、试样养护箱，微生物注浆台18通过进液管6和进液管接头与支架19相连，微生物注浆台18、支架19分别搁置在试样养护箱的导轨槽23、支架滑槽32上。在微生物注浆台18上有四个箱体，分别是清液箱1、菌液箱2、固定液箱3、胶结液箱4，四个箱体分别通过四根进液管6与四个微型水泵5相连，四根进液管6再与试样养护箱面板上的四个流速监测仪25分别对应相连，从四个流速监测仪25接出进液管6之后，合并成一根进液总管，进液总管通过进液管总接头8与上橡胶卡口塞10的进液口9相连；

上橡胶卡口塞10下面设有缓冲层11，缓冲层11下即为试样14，待加固的试样14盛放在盛放于聚丙烯PP模具12中，聚丙烯PP模具12外侧有用于对模具进行保护的有机玻璃套筒13，聚丙烯PP模具12与有机玻璃套筒13通过上橡胶卡口塞10、下橡胶卡口塞10’进行固定，下橡胶卡口塞10’上设有出液口15，出液管16与出液口15相连，将多余的废液排到废液箱17中。

所述有机玻璃套筒13搁置在套筒固定筒20内，支架19下设支架滑轮22，便于支架19在试样养护箱内的移动。

所述微生物注浆台18搁置在试样养护箱的导轨槽23上；所述微生物注浆台18可在试样养护箱的导轨槽23上左右滑动；支架19搁置在试样养护箱的支架滑槽32；支架19可在试样养护箱的支架滑槽32上左右推拉；试样养护箱的面板上下部分设有由用钢化玻璃制成的可视窗口29，试样养护箱的面板中部设有流速检测仪25、流速调节开关24、精密数显压力计27、精密调压器26、养护箱温度显示仪30和温度调节按钮31。用于对养护箱内注浆流速、注浆压力和养护箱内温度进行控制。另外试样养护箱顶部设有气孔34，便于控制试样养护箱内是否需氧情况，底部设有养护箱滑轮33，便于对试样养护箱的整体移动。

所述清液箱1、菌液箱2、固定液箱3和胶结液箱4上均设有用于对注液量进行计量的刻度线。

所述微生物注浆台18的台面上设有四个孔洞，便于进液管6穿过台面与下面装置部分相连。

所述缓冲层11做成一个便于放置的块体，缓冲层11用于将所注液体均匀分配到待加固的试样14上表面。

所述聚丙烯PP模具12和有机玻璃套筒13之间有3mm的空隙。

所述支架19上设有推拉支架的抓柄21。支架19用于对连接好的进液管6、上橡胶卡口塞10、下橡胶卡口塞10’、缓冲层11、装有待固定试样14的聚丙烯PP模具12和机玻璃套筒13进行支撑固定。

所述试样养护箱右侧设有侧门，侧门上有养护箱门把手28。

所述的流速检测仪25用于对注浆流速进行监测。

所述的流速调节开关24用于对监测到的流速进行适当调节。

所述的精密数显压力计27用于对注浆过程中的注浆压力进行监测。

所述的精密调压器26用于对注浆压力进行调节。

所述的养护箱温度显示仪30用于对试样养护箱内的养护温度进行监测。

所述的温度调节按钮31用于对试样养护箱内的养护温度进行调节。

一种微生物加固灌浆养护试验方法，包括以下步骤：

步骤1：试验者首先将清液箱1、菌液箱2、固定液箱3和胶结液箱4四个箱体内分别注入相应体积的液体，然后将微型水泵5通过进液管6分别与四个箱体相连，再将进液管6从微型水泵5接出待用。

步骤2：将缓冲层放置在下橡胶卡口塞10’上，并按入至缓冲层上表面与橡胶卡口塞平齐，再待加固的试样14放入聚丙烯PP模具12中，将聚丙烯PP模具12插入到橡胶卡口塞的卡口中，然后将有机玻璃套筒13竖直搁置在橡胶卡口塞，且有机玻璃套筒13的外侧与橡胶卡口塞的外侧平齐，最后将另外一块缓冲层放置在待加固的试样14上，且上橡胶卡口塞10按照聚丙烯PP模具12与有机玻璃套筒13的位置将卡口卡住。

步骤3：在待加固的试样14放入聚丙烯PP模具12并且安装好后，先将微生物注浆台18搁置在试样养护箱的导轨槽23上，再将支架19搁置在试样养护箱的支架滑槽32上，然后将从微型水泵5接出的进液管分别接到试样养护箱面板的流速监测仪25上，再从流速监测仪25上接出，然后将接出的管线通过进液管接头8接到进液口上，以此将微生物注浆台、支架和试样养护箱连接成一个整体的装置。

步骤4：清水的注入。将微生物注浆台18拉出，打开清液箱1的止液夹7及与清水箱对应的微型水泵，再将微生物注浆台18推进试样养护箱，关闭试样养护箱门，开始对试样14进行清水的注入，此步骤的目的是为了清洗岩（砂）样中的杂质，为微生物的注入提供清洁的环境。在注入清水的过程中，通过观测流速检测仪25和调节流速调节开关24对清水注入的流速进行控制，通过观测精密数显压力计27和调节精密调压器26对清水注入的压力进行控制，通过观察养护箱温度显示仪30和调节温度调节按钮31对试样养护箱的温度进行控制。

步骤5：菌液、固定液和胶结液的注入：步骤同清水的注入，这里不再赘述。

步骤6：根据试验设计的要求，循环进行步骤5若干次。

步骤7：在注浆完成以后，对注入的微生物进行养护，养护时间和温度根据实验设计要求进行设定。

步骤8：养护结束以后，打开试样养护箱门，将微生物注浆台18和支架19同时拉出，打开进液管接头，将微生物注浆台18再推入试样养护箱，以便于腾出足够的空间将有机玻璃套筒从套筒固定筒中拿出，把经过微生物加固之后的试样14取出用于后续相关裂隙加固后的微观观测和相应强度的检测。

步骤9：清理微生物注浆台18上的四个箱体和废液箱17，整理管线，清理支架19和试样养护箱，便于下次试验。

Claims (9)

1.一种微生物加固灌浆养护试验装置，包括微生物注浆台（18）、支架（19）、试样养护箱，微生物注浆台（18）通过进液管（6）和进液管接头与支架（19）相连，微生物注浆台（18）、支架（19）分别搁置在试样养护箱的导轨槽（23）、支架滑槽（32）上；其特征在于：在微生物注浆台（18）上有四个箱体，分别是清液箱（1）、菌液箱（2）、固定液箱（3）、胶结液箱（4），四个箱体分别通过四根进液管（6）与四个微型水泵（5）相连，四根进液管（6）再与试样养护箱面板上的四个流速监测仪（25）分别对应相连，从四个流速监测仪（25）接出进液管（6）之后，合并成一根进液总管，进液总管通过进液管总接头（8）与上橡胶卡口塞（10）的相连；上橡胶卡口塞（10）下面设有缓冲层（11），缓冲层（11）下即为试样（14），待加固的试样（14）盛放在盛放于聚丙烯PP模具（12）中，聚丙烯PP模具（12）外侧有用于对模具进行保护的有机玻璃套筒（13），聚丙烯PP模具（12）与有机玻璃套筒（13）通过上橡胶卡口塞（10）、下橡胶卡口塞（10’）进行固定，下橡胶卡口塞（10’）上设有出液口（15），出液管（16）与出液口（15）相连，将多余的废液排到废液箱（17）中。

2.根据权利要求1所述一种微生物加固灌浆养护试验装置，其特征在于：所述有机玻璃套筒（13）搁置在支架（19）的套筒固定筒（20）内，支架（19）下设支架滑轮（22）。

3.根据权利要求1所述一种微生物加固灌浆养护试验装置，其特征在于：所述微生物注浆台（18）搁置在试样养护箱的导轨槽（23）上；所述微生物注浆台（18）可在试样养护箱的导轨槽（23）上左右滑动；支架（19）搁置在试样养护箱的支架滑槽（32）；支架（19）可在试样养护箱的支架滑槽（32）上左右推拉；试样养护箱的面板上下部分设有由用钢化玻璃制成的可视窗口（29），试样养护箱的面板中部设有流速检测仪（25）、流速调节开关（24）、精密数显压力计（27）、精密调压器（26）、养护箱温度显示仪（30）和温度调节按钮（31）；试样养护箱顶部设有气孔（34），底部设有养护箱滑轮（33）。

4.根据权利要求1所述一种微生物加固灌浆养护试验装置，其特征在于：所述清液箱（1）、菌液箱（2）、固定液箱（3）和胶结液箱（4）上均设有用于对注液量进行计量的刻度线。

5.根据权利要求1所述一种微生物加固灌浆养护试验装置，其特征在于：所述微生物注浆台（18）的台面上设有四个孔洞，便于进液管（6）穿过台面与下面装置部分相连。

6.根据权利要求1所述一种微生物加固灌浆养护试验装置，其特征在于：所述缓冲层（11）做成一个便于放置的块体，缓冲层（11）用于将所注液体均匀分配到待加固的试样（14）上表面。

7.根据权利要求1所述一种微生物加固灌浆养护试验装置，其特征在于：所述聚丙烯PP模具（12）和有机玻璃套筒（13）之间存在3mm空隙。

8.根据权利要求1所述一种微生物加固灌浆养护试验装置，其特征在于：所述支架（19）上设有推拉支架的抓柄（21）。

9.根据权利要求1所述一种微生物加固灌浆养护试验装置，其特征在于：所述试样养护箱右侧设有侧门，侧门上有养护箱门把手（28）。