[發(fā)明專利]一種基于MICP技術(shù)加固土體的試驗(yàn)裝置及使用方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210285034.4
• 申請(qǐng)日: 2022-03-23
• 公開（公告）號(hào): CN114705530A
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張向東;龐帥;李軍;田麗君;蔡冠軍;田建華;沈振
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 遼寧工程技術(shù)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N1/36
• 分類號(hào): G01N1/36;G01N1/28;G01N33/24
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本發(fā)明公開了一種基于MICP技術(shù)加固土體的試驗(yàn)裝置及使用方法，本裝置由制樣模具、注液輔助系統(tǒng)構(gòu)成。制樣模具包括：半圓型立體薄壁凹槽圓筒、邊緣開槽型薄壁圓蓋、八棱柱支撐桿、實(shí)心防滲條；注液輔助系統(tǒng)包括：裝置底座、立體中空側(cè)板、側(cè)板連接固定板、可移動(dòng)中空上封蓋、抽屜式廢液收集倉。微生物固化風(fēng)積砂試樣制備時(shí)，風(fēng)積砂填筑到制樣模具中，兩端扣上邊緣開槽型薄壁圓蓋，實(shí)心防滲條嵌入模具開槽處，通過八棱柱支撐桿將制樣模具固定在注液輔助系統(tǒng)中，液體通過蠕動(dòng)泵循環(huán)后，利用注液軟管輸送至凹槽內(nèi)的開孔處進(jìn)行灌注。本發(fā)明具有減小材料耗損，避免因部分土體固結(jié)出現(xiàn)灌注不均勻現(xiàn)象，可明顯提高灌注效率與加固效果的特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微生物注漿試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于MICP技術(shù)加固土體的試驗(yàn)裝置及使用方法。

背景技術(shù)

微生物誘導(dǎo)碳酸鈣沉淀（MICP）技術(shù)是近年來新興的土體加固技術(shù)，以其環(huán)境友好、節(jié)約成本、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)在巖土工程領(lǐng)域受到越來越多的關(guān)注。其所用細(xì)菌是一種兼性厭氧的巴氏芽孢桿菌，若在濕潤(rùn)的土體中用尿素和溶有鈣質(zhì)的液體培養(yǎng)，能夠在土顆粒間產(chǎn)生碳酸鈣代謝產(chǎn)物，可以將松散的土顆粒膠結(jié)成整體，進(jìn)而改善土體強(qiáng)度、滲透性等力學(xué)性質(zhì)。微生物誘導(dǎo)碳酸鈣沉淀加固土體技術(shù)具有廣闊的推廣應(yīng)用前景。

傳統(tǒng)的微生物誘導(dǎo)碳酸鈣沉淀技術(shù)是利用巴氏芽孢桿菌在土體中遷移進(jìn)行碳酸鈣沉淀來加固土體，但由于細(xì)菌在土體中遷移并不均勻，主要停留在土體固化的表面層上，使得土體加固效果并不均勻，是傳統(tǒng)的微生物誘導(dǎo)碳酸鈣沉淀技術(shù)的一大局限性。

本發(fā)明提出一種基于MICP技術(shù)固化土體的試驗(yàn)裝置及使用方法，重點(diǎn)解決土體加固中的固化不均勻問題。在本裝置下，巴氏芽孢桿菌的遷移能力顯著提高，在土體中的分布更加均勻，不僅僅只在土體表面完成固化，克服了傳統(tǒng)微生物誘導(dǎo)碳酸鈣沉淀技術(shù)加固土體的不均勻問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種裝置簡(jiǎn)單，灌注效率高且固化均勻的試驗(yàn)裝置及使用方法。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

一種基于MICP技術(shù)加固土體的試驗(yàn)裝置及使用方法，包括制樣模具、注液輔助系統(tǒng)。

所述制樣模具包括：半圓型立體薄壁凹槽圓筒、邊緣開槽型薄壁圓蓋、八棱柱支撐桿、實(shí)心防滲條。

所述注液系統(tǒng)包括：立體中空側(cè)板、側(cè)板后連接固定板、裝置底座、側(cè)板前連接固定板、抽屜式廢液收集倉倉體、抽屜式廢液收集倉底部凸起、可移動(dòng)中空上封蓋。

一種基于MICP技術(shù)加固土體的試驗(yàn)裝置及使用方法，包括以下步驟：

步驟一、將半圓型立體薄壁凹槽圓筒（11）與半圓型立體薄壁凹槽圓筒（12）邊緣凸起位置吻合嵌入后套上一端的邊緣開槽型薄壁圓蓋（21），開始灌注土體，灌滿后將另一端的邊緣開槽型薄壁圓蓋（22）套上，調(diào)整位置；

步驟二、半圓型立體薄壁凹槽圓筒（1）與邊緣開槽型薄壁圓蓋（2）緊密貼合后，將實(shí)心防滲條（6）嵌入半圓型立體薄壁凹槽圓筒（1）凹槽內(nèi)部，共嵌入七條，剩余一個(gè)凹槽供注液使用；

步驟三、將安裝完成的制樣模具固定在注液系統(tǒng)中，固定時(shí)，將八棱柱支撐桿（23）穿過立體中空側(cè)板（31），八棱柱支撐桿（24）穿過立體中空側(cè)板（32），調(diào)整位置，穩(wěn)定后開始注液；

步驟四、通過蠕動(dòng)泵將菌液和膠結(jié)液循環(huán)經(jīng)注液軟管進(jìn)行輸送，并設(shè)置一定的灌注頻率與灌注速度；

步驟五、灌注時(shí)間到達(dá)以后，將半圓型立體薄壁凹槽圓筒（1）下一個(gè)凹槽內(nèi)的實(shí)心防滲條抽出并嵌入上一個(gè)注液凹槽內(nèi)部；

步驟六、反復(fù)執(zhí)行步驟四、五，對(duì)半圓型立體薄壁凹槽圓筒（1）上所有凹槽進(jìn)行灌注后，靜置24h；

步驟七、待固化反應(yīng)完成后，將制樣模具從注液輔助系統(tǒng)中取出，將試樣放入純水中浸泡 24h，然后脫模烘干，開展后續(xù)試驗(yàn)測(cè)試。

本發(fā)明有益效果是：