CN218885840U - 一种带转换接头的可组装微生物注浆模型实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带转换接头的可组装微生物注浆模型实验装置，包括模型箱，模型箱内竖直固定有主注浆管，主注浆管贯穿模型箱，主注浆管伸出模型箱底部的一端设置有主注浆管排出阀门，主注浆管排出阀门连通废液容器；主注浆管在模型箱内部的部分，其表面开设有若干进浆口，模型箱的侧壁上相应开设有出浆口，进浆口与出浆口上柔性接通有分支注浆管，出浆口处设置有出浆口阀门，分支注浆管连接进浆口的一端的高度不小于分支注浆管连接出浆口的一端。在室内注浆实验中，可以操作简便地进行土体的加固，菌液利用率提高，碳酸钙沉淀分布均匀，使得土样的强度增大，整体稳定性提高；模型箱可视化，能够初步观察土样的固化效果。

Description

一种带转换接头的可组装微生物注浆模型实验装置

技术领域

本实用新型属于岩土工程技术领域，涉及一种带转换接头的可组装微生物注浆模型实验装置。

背景技术

随着城市化的快速发展，资源消耗加速，建设用地的需求不断地增大，而建设用地资源十分有限，这时就需要对不良地基采取一定的技术措施加固，使得土体强度增大，地基稳定性提高。关于地基加固的方法有多种，常采用夯实法、化学灌浆法、水泥注浆法等物理或化学的方法改变土的结构特性，从而起到加固地基土的作用。但是，经常采用的水泥材料在生产中会产生大量的污染物质，如氨、二氧化硫等会造成大气污染严重。采用化学物质进行土体灌浆加固，化学物质的挥发不仅会危害人体、植物的健康，而且可能会导致水资源污染，对周围环境造成严重破坏。因此，研究绿色健康、环境友好的土体加固方式就变得十分重要。近年来，微生物诱导碳酸钙沉淀加固土体(MICP)技术已经成为一种新型的地基加固方法。相比于传统的水泥、化学加固方式，微生物诱导碳酸钙沉淀加固地基技术不仅缓解了土地资源短缺的问题，而且对土体扰动小，对环境更加友好。利用土壤中产脲酶的微生物产生脲酶。催化尿素水解，产生的

与土壤中的

结合，生成碳酸钙沉淀胶结土壤孔隙，使土体的强度增大，整体稳定性提高。

因微生物诱导碳酸钙加固地基技术具有绿色经济、环境友好的优点，微生物固化土的室内试验日益增多，对实际环境应用具有重要的指导意义。为了使土体与微生物具有更好的相容性，采用的微生物加固土体方法有拌合法、入渗法、注浆法等，注浆法经试验测试认为可以得到更好的固化效果。室内注浆试验仍然存在碳酸钙沉淀生成不均匀，菌液利用率低，土体固化效果差的问题。另外，大部分微生物固化土体室内试验研究的土样尺寸比较小，且土样的加固深度受到限制，不能保证非均质各向异性土样的固化效果对比。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种带转换接头的可组装微生物注浆模型实验装置，解决了现有技术中存在的沉淀生成不均匀，菌液利用率低，土体固化效果差的问题。

本实用新型所采用的技术方案是一种带转换接头的可组装微生物注浆模型实验装置，包括模型箱，模型箱内竖直固定有主注浆管，主注浆管贯穿模型箱，主注浆管伸出模型箱底部的一端设置有主注浆管排出阀门，主注浆管排出阀门连通废液容器；主注浆管在模型箱内部的部分，其表面开设有若干进浆口，模型箱的侧壁上相应开设有出浆口，进浆口与出浆口上柔性接通有分支注浆管，出浆口处设置有出浆口阀门，分支注浆管连接进浆口的一端的高度不小于分支注浆管连接出浆口的一端，分支注浆管的表面开设有分布均匀的注浆孔。

本实用新型的特点还在于：

主注浆管开设有若干预留进浆口，预留进浆口通过橡胶塞密封；模型箱的侧壁相应开设有预留出浆口，预留出浆口处设置有预留出浆口阀门。

出浆口阀门和预留出浆口阀门连通废液排放管，废液排放管连通废液容器。

主注浆管采用聚乙烯塑料制成，直径为30～50mm，竖直设置在模型箱的中心；分支注浆管采用聚乙烯塑料管，直径为10mm～30mm。

进浆口、预留进浆口、出浆口与预留出浆口的尺寸一致，直径为10mm～30mm。

分支注浆管与进浆口通过进浆口接头连通，进浆口接头采用柔性转换接头材料；分支注浆管与出浆口通过出浆口接头连通。

分支注浆管与进浆管接头、分支注浆管与出浆管接头均采用承插套管的形式进行连接，其接口处采用不透水密封条进行密封。

模型箱采用透明塑料板拼接而成，高度为600mm～800mm。

主注浆管排出阀门的两侧于模型箱的底部固定有支承台座。

本实用新型的实验装置，在室内注浆实验中，可以操作简便地进行土体的加固，菌液利用率提高，碳酸钙沉淀分布均匀，使得土样的强度增大，整体稳定性提高。模型箱可视化，能够初步观察土样的固化效果，室内试验土样尺寸大，加固深度得到解决，试验更具多样性。同时，转换接头与分支注浆管的位置及数量的灵活设置，能够实现非均质各向异性土体加固的对比效果，满足多样化试验的要求。

附图说明

图1是本实用新型一种带转换接头的可组装微生物注浆模型实验装置的结构示意图。

图中，1.主注浆管，2.分支注浆管，3.进浆口，4.出浆口，5.预留进浆口，6.预留出浆口，7.进浆口接头，8.出浆口接头，9.注浆孔，10.出浆口阀门，11.预留出浆口阀门，12.主注浆管排出阀门，13.橡胶塞，14.废液排放管，15.模型箱，16.废液容器，17.支承台座。

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。

本实用新型一种带转换接头的可组装微生物注浆模型实验装置，如图1所示，该装置具体包括：主注浆管1，分支注浆管2，进浆口3，出浆口4，预留进浆口5，预留出浆口6，进浆口接头7，出浆口接头8，注浆孔9，出浆口阀门10，预留出浆口阀门11，主注浆管排出阀门12，橡胶塞13，废液排放管14，模型箱15。

模型箱15采用透明塑料板拼接而成，高度为600mm～800mm；主注浆1管采用聚乙烯塑料制成，直径为30～50mm，竖直设置在模型箱15的中间位置；主注浆管1的管身两侧均匀布置一定数量的进浆口3和预留进浆口5，进浆口3与预留进浆口5的尺寸一致，直径为10mm～30mm，且预留进浆口5采用橡胶塞13封住；进浆口3设置有进浆口接头7，进浆口接头7采用柔性转换接头材料，且角度可在90°-180°自由调节。

分支注浆管2采用聚乙烯塑料管，直径为10mm～30mm，且分支注浆管2为直管，长度不一；分支注浆管2与进浆管接头7采用承插套管的形式进行连接，接口处采用不透水密封条进行密封；模型箱15侧壁设置有出浆口4和预留出浆口6，位置分布不均匀，出浆口4与预留出浆口6的尺寸一致，直径为10mm～30mm，出浆口4的外侧设置出浆口阀门10，预留出浆口6外侧设置预留出浆口阀门11，出浆口阀门10、预留出浆口阀门11的尺寸和形状与出浆口4和预留出浆口6相匹配，通过旋钮开关完成开闭；出浆口4通过出浆口接头8连接分支注浆管2，连接为承插套管形式，接口处采用不透水密封条进行密封；分支注浆管2的表面分布均匀的注浆孔，使得菌液与胶结液均匀流出。

主注浆管1、分支注浆管2可自由拆卸，能够实现注浆试验装置的多次利用，经济实用；分支注浆管2的数量以及安插位置可根据试验方案要求设置并更改，具有灵活性，实现试验多样化的要求；预留进浆口5在未设置安装分支注浆管2时，采用橡胶塞13进行封闭，预留出浆口6在未设置安装分支注浆管时，关闭预留出浆口阀门11，避免菌液和胶结液的流失，防止土颗粒进入注浆管，从而造成注浆管堵塞，影响注浆效果；进浆口接头7和出浆口接头8采用柔性转换接头材料，实现模型箱15土样多方位的注浆，使得土体注浆更加均匀；同时，主注浆管1与分支注浆管2连接采用承插套管的形式，接口处采用密封条密封，保证了室内注浆加固试验的严密性。

本实用的装置按照如下步骤操作使用：

步骤1：将透明塑料板通过螺栓连接组装成模型箱15；

步骤2：将主注浆管1固定在模型箱15的中间位置；

步骤3：根据实验方案要求，确定此次所选用的进浆口3、出浆口4的具体数量及位置，将此次未选用的进浆口、出浆口分别作为预留进浆口5、预留出浆口6。选择长度匹配的分支注浆管2。将分支注浆管2的一端插入进浆口接头7并与进浆口3连接，另一端插入出浆口接头8并与模型箱两侧的出浆口4连接，连接部位采用密封条密封，防止注浆时浆液随意渗出。将预留进浆口5用橡胶塞封堵，关闭预留出浆口阀门11。

步骤4：根据实验设计土样含水率的要求，填筑试验土样，采用分层夯实，借用工具使得土体达到一定的密实度，土样高度填至模型箱15顶部。

步骤5：通过旋钮开关，关闭主注浆管排出阀门12，关闭出浆口阀门10，将菌液或胶结液通过蠕动泵和导管输送进入或直接倒入主注浆管1，菌液或胶结液经主注浆管1进入各分支注浆管2，并从分支注浆管2两侧注浆孔9进入土体；根据实验方案，控制注浆流量和时长，静止一定时间，打开出浆口阀门10，溢出菌液或胶结液从出浆口4流入废液排放管14进入废液容器16；

步骤6：根据实验方案要求，通过旋钮开关，再次关闭出浆口阀门10，重复步骤4，可进行多次循环注浆，以达到土体更好、更均匀的生成碳酸钙沉淀，增大土体强度，提高土体整体稳定性。

步骤7：实验结束，通过旋钮开关，打开主注浆管排出阀门12，将剩余菌液或胶结液通过主注浆管排出，进入废液容器16。

本实用新型的实验装置使用效果明显，主要表现在以下方面：

(1)本实用新型可通过主注浆管、分支注浆管的设置实现土样的整体均匀注浆，装置可以自由拆卸组装，操作简单，实用经济；

(2)本实用新型的模型箱采用透明塑料板组装而成，可实现室内实验注浆时土体加固效果的可视化；

(3)本实用新型可根据实验设计，在土样模型箱内灵活安装分支注浆管，可在特定位置安装一个或同时安装多个分支注浆管，通过转换接头、预留的进浆口和出浆口从而实现分支注浆管的位置和数量的灵活及快速调整，满足多样化实验需求；

(4)本实用新型可根据对比实验的需要区别设置主注浆管两侧的分支注浆管，便于对比同一环境不同注浆条件对土样的加固效果，实现非均质各向异性土体强度的加固实验。

Claims (9)

1.一种带转换接头的可组装微生物注浆模型实验装置，其特征在于，包括模型箱(15)，所述模型箱(15)内竖直固定有主注浆管(1)，所述主注浆管(1)贯穿模型箱(15)，所述主注浆管(1)伸出模型箱(15)底部的一端设置有主注浆管排出阀门(12)，所述主注浆管排出阀门(12)连通废液容器(16)；所述主注浆管(1)在模型箱(15)内部的部分，其表面开设有若干进浆口(3)，所述模型箱(15)的侧壁上相应开设有出浆口(4)，所述进浆口(3)与出浆口(4)上柔性接通有分支注浆管(2)，所述出浆口(4)处设置有出浆口阀门(10)，所述分支注浆管(2)连接进浆口(3)的一端的高度不小于分支注浆管(2)连接出浆口(4)的一端，所述分支注浆管(2)的表面开设有分布均匀的注浆孔。

2.根据权利要求1所述的一种带转换接头的可组装微生物注浆模型实验装置，其特征在于，所述主注浆管(1)开设有若干预留进浆口(5)，所述预留进浆口(5)通过橡胶塞(13)密封；所述模型箱(15)的侧壁相应开设有预留出浆口(6)，所述预留出浆口(6)处设置有预留出浆口阀门(11)。

3.根据权利要求2所述的一种带转换接头的可组装微生物注浆模型实验装置，其特征在于，所述出浆口阀门(10)和预留出浆口阀门(11)连通废液排放管(14)，所述废液排放管(14)连通废液容器(16)。

4.根据权利要求1所述的一种带转换接头的可组装微生物注浆模型实验装置，其特征在于，所述主注浆管(1)采用聚乙烯塑料制成，所述主注浆管(1)的直径为30-50mm，所述主注浆管(1)竖直设置在模型箱(15)的中心；所述分支注浆管(2)采用聚乙烯塑料管，所述分支注浆管(2)直径为10mm～30mm。

5.根据权利要求4所述的一种带转换接头的可组装微生物注浆模型实验装置，其特征在于，所述进浆口(3)与预留进浆口(5)直径为10mm～30mm。

6.根据权利要求1所述的一种带转换接头的可组装微生物注浆模型实验装置，其特征在于，所述分支注浆管(2)与进浆口(3)通过进浆口接头(7)连通，所述进浆口接头(7)采用柔性转换接头材料；所述分支注浆管(2)与出浆口(4)通过出浆口接头(8)连通。

7.根据权利要求6所述的一种带转换接头的可组装微生物注浆模型实验装置，其特征在于，所述分支注浆管(2)与进浆口接头(7)、所述分支注浆管(2)与出浆口接头(8)均采用承插套管的形式进行连接，接口处采用不透水密封条进行密封。

8.根据权利要求6所述的一种带转换接头的可组装微生物注浆模型实验装置，其特征在于，所述主注浆管排出阀门(12)的两侧于模型箱(15)的底部固定有支承台座(17)。

9.根据权利要求1所述的一种带转换接头的可组装微生物注浆模型实验装置，其特征在于，所述模型箱(15)采用透明塑料板拼接而成，所述模型箱(15)的高度为600mm～800mm。

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