[发明专利]针入式的微生物均匀固化砂土制样装置及其制样方法

说明书

本发明公开了一种针入式的微生物均匀固化砂土制样装置，包括毛细管针注射装置、微生物溶液供压装置、营养液供压装置和液体收集容器，所述毛细管针注射装置包含毛细管针和有机玻璃对开模，毛细管针刺入砂土试样并注入微生物溶液。所述微生物溶液供压装置包含压力控制器和溶液隔离装置，其中压力控制器注压至溶液隔离装置将微生物溶液注入毛细管针。所述营养液供压装置包含水泵和营养液容器，营养液由水泵加压后从对开模底部注入砂土试样。微生物溶液和营养液混合后从试样顶部排出至液体收集容器，同时微生物溶液和营养液在试样内部混合后生成的碳酸钙沉淀可以加固砂土试样。本发明可以使碳酸钙沉淀在砂土试样内部分布较为均匀。

技术领域

本发明属于微生物固化砂土领域，尤其涉及一种针入式的微生物均匀固化砂土制样装置及其制样方法。

背景技术

将微生物溶液和营养液溶液混合可以产生碳酸钙沉淀，此碳酸钙沉淀可以加固砂土。目前为了获得微生物固化的砂土圆柱试样，有两种方法：（1）第一种方法是将砂土置于圆柱状容器中，然后在容器底部交替注入营养液和微生物溶液，这种方法的弊端是在砂土圆柱试样底部的碳酸钙沉淀多于上部，并且碳酸钙沉淀容易堵塞试样底部；（2）第二种方法是将砂土与微生物溶液混合后置于圆柱容器内，然后将圆柱容器浸泡在营养液中，这种方法的弊端是砂土圆柱试样表面生成的碳酸钙沉淀会阻止营养液流入试样内部，试样内部生成的碳酸钙沉淀较少。以上获得固化砂土圆柱试样的不足之处在于砂土固化不均匀。

发明内容

本发明为了解决上述现有技术存在的砂土固化不均匀问题，本发明提供了针入式的微生物固化砂土圆柱试样的制作装置，此装置将侧边开孔的毛细管针刺入砂土圆柱试样，并且在毛细管针侧边圆孔注入细菌溶液，从而获得固化较为均匀的砂土圆柱试样。

本发明的技术方案：一种针入式的微生物均匀固化砂土制样装置，包括毛细管针注射装置、微生物溶液供压装置、营养液供压装置和排出液体收集容器，所述毛细管针注射装置、微生物溶液供压装置、营养液供压装置和排出液体收集容器可以拆卸连接，所述毛细管针注射装置包含毛细管针和圆柱状砂土成型模具，所述圆柱状砂土成型模具内放置砂土试样，所述毛细管针刺入砂土试样并注入微生物溶液，所述微生物溶液供压装置包含压力控制器和溶液隔离装置，其中压力控制器注压至溶液隔离装置将微生物溶液注入毛细管针，所述营养液供压装置包含水泵和营养液容器，营养液由水泵加压后从对开模底部注入砂土试样，微生物溶液和营养液混合后从试样顶部排出至液体收集容器。

优选地，所述毛细管针侧边开孔并刺入砂土试样，由所述毛细管针侧孔向砂土试样注入微生物溶液；毛细管针侧孔注入的微生物溶液在沙土试样内部和营养液混合后生成碳酸钙沉淀，从而获得固化较为均匀的砂土圆柱试样。

优选地，所述圆柱状砂土成型模具为透明的有机玻璃对开模，砂土固化完成后将对开模中的两瓣模分开即可得到砂土圆柱试样。

本发明采用的圆柱状砂土成型模具为透明的有机玻璃对开模，此对开模包含能够结合紧密的透明有机玻璃两瓣模和紧固圆环，两瓣膜结合后的内部腔室为圆柱形，另外用圆环套住固定此两瓣膜。

优选地，所述透明的有机玻璃对开模有两种尺寸，一种为外径尺寸40mm、壁厚1mm、高76mm，另一种为外径尺寸52mm、壁厚1mm、高100mm。

优选地，所述毛细管针长度为100mm，外径为3mm，内径为1mm，在针的侧边每隔5mm开一对直径为1mm的圆孔。

优选地，所述溶液隔离装置内有两个腔室，两个腔室用橡皮膜隔开，此橡皮膜可以传递两个腔室之间的水压力，其中一个腔室与压力控制器相连，另一腔室装满微生物溶液并与毛细管针相连。

一种针入式的微生物均匀固化砂土制样装置的制样方法：包括下述步骤：

1）先将分开的有机玻璃对开模合并，并用圆环固定，然后用橡胶垫片封住对开模底部，之后在对开模中装入砂试样，最终用橡胶垫片封住对开模顶部；