[發明專利]一種基于微生物灌漿制備粉土土體試樣的模具及方法

在審

• 申請號: 201910543775.6
• 申請日: 2019-06-21
• 公開（公告）號: CN110160851A
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 張建偉;馮志芬;黃小山;張庭瑜;溫森;邊漢亮;韓一;亢飛翔;婁蒙凡
• 申請（專利權）人: 河南大學
• 主分類號: G01N1/28
• 分類號: G01N1/28
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 陳勇

本發明涉及一種基于微生物灌漿制備粉土土體試樣的模具，包括可拆卸連接的兩個模板；每個模板包括底板、內弧形板和外弧形板，內弧形板的側壁上開設有多個第一圓孔，底板上開設有多個第二圓孔，內弧形板的內表面設置有鋼絲濾網；底板上方位于內弧形板圍成的空間內設置有過濾單元。本發明還提供了一種基于微生物灌漿制備粉土土體試樣的方法，包括以下步驟：選模具；培養微生物；測量脲酶活性；土體放入模具；沿周邊灌注微生物菌液和營養液。本發明可應用于滲透系數較小的粉土，微生物菌液通過多個第一圓孔作為灌漿通道實現多維多點灌入至土體內部，在不擾動土體的情況下，能有效解決灌漿均勻性，保證灌漿效果，提高效率。

技術領域

本發明涉及生物制樣領域，具體涉及一種基于微生物灌漿制備粉土土體試樣的模具及方法。

背景技術

研究表明，微生物誘導碳酸鈣沉積膠結松散土體是一種綠色、環保的固土新方法，其主要機理是通過微生物灌漿固化土體，然而，土體的滲透性質對于土體固化的效果有著比較大的影響，對于孔隙較大的粗粒土，處理的過程較為簡單便捷而且固化效果較好，對于孔隙較小的細粒土來說，處理過程往往較為困難，處理的效果也較差；就現有的研究成果來看，微生物固化法的研究對象主要集中于純凈的砂土，處理方法已經較為成熟且處理效果較好，然而粉砂土、粉土等細粒土的固化一直是室內試驗研究中有待進一步突破的難點。

目前，關于粉土的室內試驗研究重點是如何處理試樣才能使得微生物比較均勻地分布在土體試樣內部，主要為無壓力滲流，該方法雖然簡單、易操作，但對于滲透性不好的細粒土來說注漿周期長，并且效果不明顯；有壓力滲流，雖然減少對土體的擾動，但實際操作存在難度，成本較高；且過程中需預攪拌對土體擾動大，影響實驗結果。

發明內容

本發明為解決如何處理粉土土體試樣才能使得微生物比較均勻地分布在土體試樣內部的難題，提出了一種能夠實現多維多點高效率的基于微生物灌漿制備土體試樣的模具及方法。

為了實現上述目的，本發明的技術方案是：

一種基于微生物灌漿制備粉土土體試樣的模具，包括制備單元和鎖緊單元，所述制備單元包括對稱設置且結構相同的兩個模板，兩個所述模板通過鎖緊單元可拆卸連接；每個模板包括底板和設置在底板上方的兩層弧形板，兩層所述弧形板包括同心設置的內弧形板和外弧形板，所述內弧形板的側壁上開設有多個第一圓孔，所述底板上開設有多個第二圓孔，內弧形板的內表面設置有鋼絲濾網；所述底板上方位于內弧形板圍成的空間內設置有過濾單元。

進一步地，多個所述第一圓孔是按照梅花樁布置排列在內弧形板的側壁上，多個所述第二圓孔呈同心圓形成多圈分布在底板上，第一圓孔貫穿內弧形板，第二圓孔貫穿底板。

進一步地，所述外弧形板的兩端分別沿其徑向延伸形成有延伸部，每個模板的兩個所述延伸部對應開設有通孔。

進一步地，所述鎖緊單元為螺栓，所述螺栓的頭部穿過延伸部上的通孔并連接有螺母。

進一步地，所述過濾單元包括濾紙層，所述濾紙層和底板之間填充有透水石。

基于微生物灌漿制備粉土土體試樣的方法，包括以下步驟：

a選取預先制作的模具，通過鎖緊單元將兩個模板連接成模；

b培養可產生脲酶的微生物；

c測量步驟b中微生物的脲酶活性，優選微生物；

d將土體放入模具中內弧形板圍成的空腔內；

e向模具內弧形板和外弧形板圍成的空腔灌注微生物菌液和營養液，步驟a中模具的多個第一圓孔作為灌漿通道，從土體試樣側面實現多維多點高效率灌漿制備土體試樣；

f待灌漿完成，靜置24h后松開螺栓，脫模取出土樣。