微生物加固砂土用试验装置及方法

技术领域

本发明涉及岩土工程技术领域，特别是涉及一种微生物加固砂土用试验装置及方法。

背景技术

微生物注浆加固土体技术是一种新型的土体加固技术。检验加固后的土体的力学性能通用的手段是对其取样进行土三轴测试，但是当土体的强度不够时，则不能采用土三轴测试，只能进行直剪测试。申请人在研究中发现，现有技术中的微生物注浆固化砂土的试验装置主要存在以下问题：其一，现有技术中的装置均没有考虑渗流场的作用对于微生物固化效果的影响，而渗流场在实际场地中是普遍存在的；其二，在砂土强度较低时，取样器难以取出完整的砂样装入土三轴仪模具中进行土三轴测试，而只能进行直剪试验。因此，提供一种能够解决现有技术中微生物注浆固化砂土的试验装置所存在上述问题的微生物加固砂土用试验装置及方法是本领域技术人员所亟需解决的技术问题。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种能够解决现有技术中微生物注浆固化砂土的试验装置所存在上述问题的微生物加固砂土用试验装置及方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种微生物固化砂土用试验装置，包括：水槽以及砂土模具，所述水槽用于盛水，所述砂土模具用于盛放砂土，所述砂土模具包括若干个两端开口的圆柱筒，各个所述圆柱筒均一端与所述水槽槽底连接、另一端朝所述水槽槽口延伸，各个所述圆柱筒靠近所述水槽槽底一端的侧壁上设有若干个贯通孔，各个所述圆柱筒均主要由两个相互连接的弧形板拼接形成，若干个所述圆柱筒排列成排，且将所述水槽内部分隔成第一空间和第二空间。

进一步地，还包括驱动装置，所述驱动装置用于将所述第二空间内的水输送至所述第一空间。

进一步地，所述驱动装置为蠕动泵，所述蠕动泵两端分别通过管路与所述第一空间和所述第二空间连通。

进一步地，各个所述圆柱筒内靠近所述水槽槽底的一端设有透水石。

进一步地，各个所述圆柱筒的两个所述弧形板通过粘接连接，各个所述圆柱筒通过粘接的方式与所述水槽槽底连接。

进一步地，所述圆柱筒内径与土三轴仪加载试样要求的直径相同。

进一步地，所述水槽和所述圆柱筒分别由有机玻璃制成。

本发明还提供了一种微生物固化砂土用试验方法，包括：准备微生物固化砂土用试验装置，所述微生物固化砂土用试验装置为如上任一项所述的微生物固化砂土用试验装置；加入砂土，在各个所述圆柱筒内放置砂土；注水，在所述第一空间内注水；注浆，待到所述第一空间内的水渗入所述第二空间时，向各个所述圆柱筒内加入微生物溶液；取样，待到所述微生物溶液不再渗入时，取出各个所述圆柱筒并打开各个所述圆柱筒取出加固好的砂土。

进一步地，所述微生物溶液包括巴斯芽孢杆菌菌液、尿素与氯化钙。

进一步地，所述注浆步骤每天重复一次，直至所述微生物溶液不再渗入。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明的一种微生物固化砂土用试验装置，包括：水槽以及砂土模具，水槽用于盛水，砂土模具用于盛放砂土，砂土模具包括若干个两端开口的圆柱筒，各个圆柱筒均一端与水槽槽底连接、另一端朝水槽槽口延伸，各个圆柱筒靠近水槽槽底一端的侧壁上设有若干个贯通孔，各个圆柱筒均主要由两个相互连接的弧形板拼接形成，若干个圆柱筒排列成排，且将水槽内部分隔成第一空间和第二空间。

准备微生物固化砂土用试验装置；加入砂土，在各个圆柱筒内放置砂土；注水，在第一空间内注水；注浆，待到第一空间内的水渗入第二空间时，向各个圆柱筒内加入微生物溶液；取样，待到第一空间内的水不再向第二空间渗入时，取出各个圆柱筒并打开各个圆柱筒取出加固好的砂土。最后，可以利用加固后的砂土样品直接在土三轴试验机上进行力学测试。

如此设置，本发明提供的微生物加固砂土用试验装置及方法能够测试在渗流场的影响下微生物对砂土的加固情况，并且能够将各个圆柱筒直接打开，从而可将低强度的砂土整体取出，直接用于后续土三轴测试，解决了由于土体松散无法整体取出，进而无法进行土三轴测试的问题。

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为本发明实施例中微生物加固砂土用试验装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中圆柱筒的结构示意图。

附图标记说明：100、微生物固化砂土用试验装置；1、水槽；2、圆柱筒；3、贯通孔；4、弧形板；5、第一空间；6、第二空间。

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。

如图1-2所示，本发明实施例中提供的一种微生物固化砂土用试验装置100，包括水槽1及砂土模具。其中，水槽1用于盛水，砂土模具用于盛放砂土。砂土模具包括若干个两端开口的圆柱筒2，各个圆柱筒2均一端与水槽1槽底连接，另一端朝水槽1槽口的方向延伸。若干个圆柱筒2排列成排，且将水槽1内空间分隔成第一空间5和第二空间6。各个圆柱筒2靠近水槽1槽底一端的侧壁上均设有若干贯通孔3，以使第一空间5和第二空间6相互连通。各个圆柱筒2均主要由两个相互连接的弧形板4拼接而成。

如此设置，本发明提供的微生物加固砂土用试验装置法能够测试在渗流场的影响下微生物对砂土的加固情况，并且能够将各个圆柱筒2直接打开，从而可将低强度的砂土整体取出，直接用于后续土三轴测试，解决了由于土体松散无法整体取出，进而无法进行土三轴测试的问题。

于本实施例中，微生物固化砂土用试验装置100还包括驱动装置，驱动装置用于将第二空间6内的水输送至第一空间5。如此设置，可使得第一空间5和第二空间6始终具有压力差，以使第一空间5内的水能够向第二空间6内渗透，从而保持试验的可持续性。可选地，驱动装置为蠕动泵，蠕动泵两端分别通过管路与第一空间5和第二空间6连通。

于本实施例中，圆柱筒2内径与土三轴仪加载试样要求的直径相同。如此设置，从圆柱筒2内取出的样品可以直接在土三轴仪上进行土三轴测试。可选地，圆柱筒2的高度80mm，内径为39.1mm。

于本实施例中，各个圆柱筒2内靠近水槽1槽底的一端设有透水石。通过设置透水石能够避免圆柱筒2内的砂土从贯通孔3内漏出，而影响试验效果。需要说明的是，透水石属于现有技术中的产品，关于其原理构造不属于本文论述重点，此处不再赘述。

参考图2所示，于本实施例中，各个圆柱筒2的两个弧形板4通过粘接的方式相连接。如此设置，两个弧形板4的连接紧固且密封性好，需要打开时，只需割开二者的连接处即可，使用十分方便。

于本实施例中，各个圆柱筒2通过粘接的方式与水槽1槽底连接。如此设置，圆柱筒2与水槽1的连接紧固且连接处密封效果好，需要打开时，只需割开二者的连接处即可，使用十分方便。

于本实施例中，水槽1和圆柱筒2分别由有机玻璃制成。可选地，二者均采用透明的有机玻璃制成，以便于清楚地观察整个试验过程。

本发明实施例还提供了一种微生物固化砂土用试验方法，包括步骤：

准备微生物固化砂土用试验装置100，微生物固化砂土用试验装置100为如上任一项的微生物固化砂土用试验装置100；

加入砂土，在各个圆柱筒2内放置砂土。可选地，使各个圆柱筒2内的砂土具有一定压实度。

注水，在第一空间5内注水。

注浆，待到第一空间5内的水渗入第二空间6，形成一定的水力坡度时，向各个圆柱筒2内加入微生物溶液。

取样，待到微生物溶液不再渗入时，取出各个圆柱筒2，并打开各个圆柱筒2取出加固好的砂土。可以将加固后的砂土样品直接进行土三轴实验。

如此设置，本发明提供的微生物加固砂土用试验方法能够测试在渗流场的影响下微生物对砂土的加固情况，并且能够将各个圆柱筒2直接打开，从而可将低强度的砂土整体取出，直接用于后续土三轴测试，解决了由于土体松散无法整体取出，进而无法进行土三轴测试的问题。

于本实施例中，微生物溶液包括巴斯芽孢杆菌菌液、尿素与氯化钙。即微生物溶液至少包括三者的混合溶液。

于本实施例中，注浆步骤每天重复一次，直至微生物溶液不再渗入，再进行取样步骤。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。