[發明專利]裂隙-孔隙中微生物溶液運移擴散的試驗裝置及試驗方法

在審

• 申請號: 202010711905.5
• 申請日: 2020-07-22
• 公開（公告）號: CN111735740A
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發明（設計）人: 劉小軍;崔瀚霆;郜鑫;范金月;潘超釩
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: G01N13/04
• 分類號: G01N13/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

1.一種裂隙-孔隙中微生物溶液運移擴散的試驗裝置，其特征在于，包括模型箱(4)、數據采集系統、攝像機(3)和灌漿系統；所述模型箱(4)中填充含裂隙黃土體(5)，含裂隙黃土體(5)中分別設有濃度傳感器(2)和注漿管(9)，數據采集系統連接濃度傳感器(2)，注漿管(9)與灌漿系統連通；

通過控制灌漿系統注入含裂隙黃土體(5)中細菌菌液和膠結液，數據采集系統獲取含裂隙黃土體(5)中的細菌菌液和膠結液運移信息；通過攝像機(3)獲取含裂隙黃土體(5)中的微生物溶液擴散形貌。

2.根據權利要求1所述的裂隙-孔隙中微生物溶液運移擴散的試驗裝置，其特征在于，所述模型箱(4)為鋼化透明玻璃箱，正面標有刻度，含裂隙黃土體(5)填充滿所述模型箱(4)；含裂隙黃土體(5)中部自頂部至底部縱向開設裂隙。

3.根據權利要求2所述的裂隙-孔隙中微生物溶液運移擴散的試驗裝置，其特征在于，所述含裂隙黃土體(5)頂部沿中部裂隙向兩側開槽，槽內嵌入有連接導管(13)的支架(10)，導管(13)與注漿管(9)對接。

4.根據權利要求1所述的裂隙-孔隙中微生物溶液運移擴散的試驗裝置，其特征在于，所述灌漿系統包括溶液儲存裝置(14)、供壓設備和導管(13)，溶液儲存裝置(14)依次連通供壓設備和導管(13)至注漿管(9)，將微生物溶液自溶液儲存裝置(14)導入至注漿管(9)中。

5.根據權利要求5所述的裂隙-孔隙中微生物溶液運移擴散的試驗裝置，其特征在于，所述若干個注漿管(9)沿中部裂隙平行排布；所述注漿管(9)可拆卸。

6.根據權利要求1所述的裂隙-孔隙中微生物溶液運移擴散的試驗裝置，其特征在于，所述數據采集系統包括數據采集器(1)和濃度傳感器(2)，若干個濃度傳感器(2)探頭對稱分布在含裂隙黃土體(5)兩側孔中，通過導線連接到數據采集器(1)。

7.根據權利要求1所述的裂隙-孔隙中微生物溶液運移擴散的試驗裝置，其特征在于，所述供壓設備包括壓力泵(8)、調壓閥(7)、壓力表(6)和流量計(11)，壓力泵(8)連通溶液儲存裝置(14)和導管(13)，壓力泵(8)上設有調壓閥(7)；壓力表(6)和流量計(11)設在導管(13)上。

8.一種基于權利要求1所述裝置的裂隙-孔隙中微生物溶液運移擴散的試驗方法，其特征在于，包括以下步驟：

同時進行單液注漿試驗：

1)取天然黃土節理式樣或根據土工試驗規范配置含水率的土樣，人工切割節理裂隙制備含裂隙黃土體，并置于模型箱內；

2)在含裂隙黃土體中布置濃度傳感器探頭并連接至數據采集設備，模型箱外布置攝像機；

3)將帶有整排注漿管的支架放在含裂隙黃土體上部挖槽內，支架構成密封蓋，用環氧樹脂密封膠密封支架與挖槽；

4)將溶液儲存裝置依次連通壓力泵和導管至注漿管，將兩個溶液儲存裝置中分別注入細菌菌液和膠結液，開啟壓力泵，將細菌菌液和膠結液混合液通過導管分別注入到含裂隙黃土體中部裂隙的注漿管中；

5)保持壓力泵流入注漿管中混合液的壓力值，通過數據采集系統實時記錄含裂隙黃土體不同位置的溶液濃度值，通過攝像機記錄溶液在試樣中下滲的動態演化過程。

9.根據權利要求8所述的裂隙-孔隙中微生物溶液運移擴散的試驗方法，其特征在于，分別進行雙液注漿試驗：

按照同時進行單液注漿試驗步驟1)-3)，然后將溶液儲存裝置依次連通壓力泵和導管至注漿管，將兩個溶液儲存裝置中分別注入細菌菌液和膠結液，開啟壓力泵，先將細菌菌液通過導管注入到含裂隙黃土體中部裂隙的注漿管中，靜置4h；再將相同體積的膠結液通過導管注入到含裂隙黃土體中部裂隙的注漿管中，靜置12h，使得細菌菌液和膠結液充分反應；

保持壓力泵流入注漿管中混合液的壓力值，通過數據采集系統實時記錄含裂隙黃土體不同位置的溶液濃度值，通過攝像機記錄溶液在試樣中下滲的動態演化過程。