[发明专利]一种基于MICP加固钙质粗粒土的试验装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于MICP加固钙质粗粒土的试验装置，包括试样制备装置、渗透系数测量装置和无侧限抗压强度试验装置。同时也公开了具体的试验方法，包括依次进行试样制备、对试样进行渗透系数测量和碳酸钙含量测量。本发明针对钙质粗粒土大粒径、大孔隙、钙质的特性，提出了一套试验装置和方法，易于操作，安排合理，可用于MICP胶结钙质粗粒土的物理力学特性研究，为MICP技术推广到钙质粗粒土领域奠定了基础。

技术领域

本发明涉及一种基于MICP加固钙质粗粒土的试验装置及方法，属于土体加固领域。

背景技术

利用微生物胶结作用固化土体是近些年来兴起的一种新型土体加固方式。该技术利用微生物新陈代谢产生的脲酶分解尿素，生成碳酸根离子，并与环境中的钙离子结合形成具有胶结作用的碳酸钙晶体，进而改善土体基本力学性质。当前微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术在渗透性较好的砂土、粉土领域取得了较大进展，具有良好的抗冲刷性与土体强度，可满足一定的工程需求。在实验室也已经具有了比较完备的试验装置与试验流程，所关注的强度、渗透性、碳酸钙含量等指标也有了较为完善的研究手段测定。在钙质粗粒土(钙质粗粒土的粒径范围一般为5-20mm)领域，由于其大颗粒、大孔隙、钙质的特性，以往的试验装置、试验流程已不再适用。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于MICP加固钙质粗粒土的试验装置及方法。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种基于MICP加固钙质粗粒土的试验装置，包括试样制备装置；试样制备装置包括容器架、制样容器和取试样片；

制样容器的内壁与卷成制样容器内壁形状的取试样片贴靠，取试样片的顶端伸出制样容器开口，制样容器的底部连接有若干排液通道，排液通道连接有排液控制装置；制样容器的侧壁上支持部，制样容器通过支持部支撑于容器架上。

试样制备装置还包括隔板，隔板的形状与制样容器内腔匹配，隔板上开有通孔，隔板放置在制样容器内腔底部。

隔板底部设置有支脚。

所述试验装置还包括渗透系数测量装置，渗透系数测量装置包括常水头调整容器、排水容器、第一接水容器和第二接水容器；

常水头调整容器和排水容器的侧壁端部均开有排水孔，常水头调整容器的排水孔连通第一接水容器，排水容器的排水孔连通第二接水容器；

在渗透系数测量时，制样容器通过支持部支撑于排水容器开口处，制样容器的顶端与常水头调整容器底端水密连接。

支持部为挡板；

容器架上开有放置孔，制样容器支撑于容器架上时，制样容器底端嵌入放置孔，挡板支撑于放置孔开口处；

制样容器支撑于排水容器开口处时，制样容器底端嵌入排水容器，挡板支撑于排水容器开口处。

一种基于MICP加固钙质粗粒土的试验方法，包括试样制备，具体过程如下：

安装好试样制备装置；

将处理好的钙质粗粒土加入制样容器；

浸泡处理，过程为：

1)粘稠细菌溶液浸泡：关闭排液控制装置，将粘稠细菌溶液加入制样容器，直到淹没钙质粗粒土，静置一段时间后，打开排液控制装置，将粘稠细菌溶液排出；

2)处理液浸泡：关闭排液控制装置，将处理液加入制样容器，直到淹没钙质粗粒土，静置一段时间后，打开排液控制装置，排出并回收处理液；处理液为含有钙离子和尿素的混合溶液；

3)当处理液浸泡次数达到预设次数，检测回收处理液中钙离子浓度是否低于预设阈值，若低于，则试样制备完成，否则转至步骤1。