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原文传递一种可脱模微生物注浆加固粉土的试验装置及方法

专利名称：	一种可脱模微生物注浆加固粉土的试验装置及方法
摘要：	本发明公开了一种可脱模微生物注浆加固粉土的试验装置及方法，装置由GDS压力控制器、储浆装置、反应装置和滤液收集瓶4部分组成。通过GDS压力控制器提供压力，精确控制注浆速度，使浆液缓慢均匀注入土样中。反应装置中的制样桶采用两瓣有机玻璃管对接而成，既能保证装置的密封性，又可以方便完整的脱模。本发明利用微生物矿化技术固化粉土，采用分步注入菌液和胶结液的方法，较好的避免了胶结液和菌液的直接混合造成注浆口的堵塞。同时采用从下往上注浆的方式，使得注浆液能够较好的均匀分布于土样中，保证土样固化的均匀性与完整性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	安徽;34
申请人：	合肥工业大学
发明人：	查甫生;刘从民;康博;王昊;许龙
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-01T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-02T00:00:00+0800
申请号：	CN201910255412.2
公开号：	CN109959773A
代理机构：	合肥和瑞知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	王挺
分类号：	G01N33/24(2006.01);G;G01;G01N;G01N33
申请人地址：	230009 安徽省合肥市屯溪路193号
主权项：	1.一种可脱模微生物注浆加固粉土的试验装置，其特征在于，包括GDS压力控制器(1)、储浆装置(2)、反应装置(3)、滤液收集瓶(4)和软管(5)；所述储浆装置(2)包括储浆装置下半桶(6)、柔性膜(7)、储浆装置上半桶(8)、储浆装置上底板(11)、储浆装置下底板(12)和3个立柱(14)；所述柔性膜(7)放置在储浆装置下半桶(6)和储浆装置上半桶(8)之间，柔性膜(7)的边缘利用储浆装置上半桶(8)和储浆装置下半桶(6)对接夹住，并将储浆装置上半桶(8)和储浆装置下半桶(6)分成封闭的二个空间，对接后的储浆装置上半桶(8)和储浆装置下半桶(6)放置在储浆装置上底板(11)和储浆装置下底板(12)之间，储浆装置上底板(11)和储浆装置下底板(12)上均留有均匀分布的3个立柱孔(16)，3个立柱(14)穿过立柱孔(16)并利用蝶形螺帽(13)将对接后的储浆装置上半桶(8)和储浆装置下半桶(6)卡住；所述反应装置(3)包括制样桶(19)、塑料脱模板(25)、反应装置上底板(22)、反应装置下底板(23)、二片透水石(21)、3个立柱(14)和2个卡箍钢圈(20)；所述制样桶(19)采用有机玻璃管一分两瓣切割制成，分别记为制样桶第一瓣桶(26)和制样桶第二瓣桶(27)，每一瓣有机玻璃管的切割侧沿均有对应的制样瓣桶凹槽(28)和制样瓣桶凸起(29)，制样桶第一瓣桶(26)和制样桶第二瓣桶(27)的凸凹槽对接，通过上下2个卡箍钢圈(20)卡住后，利用卡箍螺丝(24)锁紧而构成一个整体；二片透水石(21)分别放置在制样桶(19)中的土样(30)的上下端面上；塑料脱模板(25)弯成桶状置于土样(8)和制样桶(19)之间；所述制样桶(19)放置在反应装置上底板(22)和反应装置下底板(23)之间，反应装置上底板(22)和反应装置下底板(23)上均留有均匀分布的3个立柱孔(16)，3个立柱(14)穿过立柱孔(16)并利用蝶形螺帽(13)将制样桶(19)卡住；所述储浆装置上底板(11)、储浆装置下底板(12)、反应装置上底板(22)和反应装置下底板(23)中心处均留有通孔(17)，所述软管(5)由GDS压力控制器(1)引出后通过所述通孔(17)与储浆装置(2)下部相连接，然后由储浆装置(2)上部引出并与反应装置(3)下部相连接，再从反应装置(3)上部引出并延伸到滤液收集瓶(4)中。 2.根据权利要求1所述的一种可脱模微生物注浆加固粉土的试验装置，其特征在于，所述软管(5)与GDS压力控制器(1)、储浆装置(2)、反应装置(3)的连接处接头均采用1/8卡套式管接头(10)。 3.根据权利要求1所述的一种可脱模微生物注浆加固粉土的试验装置，其特征在于，所述储浆装置上底板(11)上留有排气孔(18)。 4.根据权利要求1所述的一种可脱模微生物注浆加固粉土的试验装置，其特征在于，所述储浆装置上半桶(8)和储浆装置下半桶(6)均采用透明有机玻璃材质。 5.根据权利要求1所述的一种可脱模微生物注浆加固粉土的试验装置，其特征在于，所述制样桶第一瓣桶(26)和制样桶第二瓣桶(27)的凸凹槽对接处用密封条密封。 6.根据权利要求1所述的一种可脱模微生物注浆加固粉土的试验装置，其特征在于，所述反应装置上底板(22)、反应装置下底板(23)与制样桶(19)之间均有密封圈(15)，所述储浆装置上底板(11)、储浆装置下底板(12)与储浆装置上半桶(8)、储浆装置下半桶(6)之间均有密封圈(15)。 7.根据权利要求1所述的一种可脱模微生物注浆加固粉土的试验装置，其特征在于，所述立柱(14)、反应装置上底板(22)、反应装置下底板(23)、卡箍钢圈(20)和卡箍螺丝(24)的材质均为304耐腐蚀不锈钢。 8.根据权利要求1所述的一种可脱模微生物注浆加固粉土的试验装置，其特征在于，所述透水石(21)为304不锈钢材质，孔隙为55μm且误差小于5.0μm。 9.根据权利要求1-8任一项所述的一种可脱模微生物注浆加固粉土的试验装置的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，按设计的体积和密度，计算出制备试样所需土的质量，加入去离子水搅拌均匀，制成质量含水率为15％-20％的土样(30)；步骤2，先将制样桶第一瓣桶(26)和制样桶第二瓣桶(27)对接，利用卡箍钢圈(20)和卡箍螺丝(24)锁紧后制作成制样桶(19)放置在反应装置下底板(23)上，然后在制样桶(19)内的下部放置一片透水石(21)，将一塑料脱模板(25)弯成圆柱形，紧贴置于制样桶(19)内壁中，装入步骤1所述土样(30)，上部再垫一片透水石(21)，盖上反应装置上底板(22)，使用立柱(14)和蝶形螺母(13)固定并将土样(30)压实；步骤3，将柔性膜(7)紧贴储浆装置下底板(12)放入储浆装置下半桶(6)中，对接储浆装置上半桶(8)和储浆装置下半桶(6)，盖上储浆装置上底板(11)，使用立柱(14)和蝶形螺母(13)固定；步骤4，GDS压力控制器(1)抽满去离子水；步骤5，在储浆装置(2)和反应装置(3)上下底板上的通孔(17)处均装配1/8卡套式管接头，然后用软管(5)将GDS压力控制器(1)与储浆装置(2)下部连接，储浆装置(2)上部引出软管(5)与反应装置(3)下部连接，再从反应装置(3)上部引出软管(5)伸入到滤液收集瓶(4)中；步骤6，用注射器从储浆装置上底板(11)的排气孔(18)注入菌液；步骤7，用GDS压力控制器(1)通过储浆装置下底板(12)上的通孔(17)向储浆装置下半桶(6)中注入去离子水，柔性膜(7)随去离子水逐渐上浮，并挤压柔性膜(7)上部菌液，通过排气孔(18)排除菌液上部多余的空气；步骤8，将GDS压力控制器(1)体积读数调零，设置固定排水流速，通过挤压菌液进行压力注浆；步骤9，达到设定注入体积后，停止GDS压力控制器(1)，清洗储浆装置(2)，将菌液换成胶结液，进行胶结液注浆；步骤10、静置1小时后，返回步骤6进行下一轮微生物注浆过程；步骤11，多轮微生物注浆后，放置24小时，取下制样桶(19)，将所述上下卡箍钢圈(20)松掉后，分开两瓣有机玻璃管，取下土样(8)，完成脱模，检测土样固化效果。 10.根据权利要求9所述的一种可脱模微生物注浆加固粉土的试验装置，其特征在于：所述GDS压力控制器施加压力的方式包括两种，一种是直接施加固定压力，施加压力范围为0～2MPa；另一种是通过设置固定排水流速施加压力。
所属类别：	发明专利