[实用新型]一种裂隙-孔隙中微生物溶液运移扩散的试验装置

说明书

本实用新型公开了一种裂隙‑孔隙中微生物溶液运移扩散的试验装置，包括模型箱中填充的含裂隙黄土体，含裂隙黄土体中分别设有注浆管和连接数据采集系统浓度传感器，通过控制灌浆系统注入含裂隙黄土体中细菌菌液和胶结液，数据采集系统获取含裂隙黄土体中的细菌菌液和胶结液运移信息；通过摄像机获取含裂隙黄土体中的微生物溶液扩散形貌。本实用新型采用室内模型试验的方法较好的模拟不同节理裂隙开度下微生物溶液沿节理裂隙下渗并向两侧土体扩散的动态演化过程，溶液中离子的空间分布规律，解决了含节理裂隙黄土的二维微生物灌浆问题；在满足单液注浆和分别双液注浆要求的同时，也能实现无压灌浆和有压灌浆的注浆过程。

技术领域

本实用新型属于岩土模拟试验设备技术领域，公开了一种裂隙-孔隙中微生物溶液运移扩散的试验装置。

背景技术

黄土中普遍发育着垂直向的节理，节理的存在削弱了黄土体的整体强度；节理的开度相比于土体的孔隙要大得多，其孔隙率通常假定为1，在降雨条件下，节理构成了优势的渗流通道，对水流入渗起到了促进作用，加剧了滑坡等地质灾害的发生。黄土节理往往是诱发工程地质灾害的主要因素，威胁着黄土地区工程建设的安全。鉴于黄土节理诱发的工程地质灾害，节理的修复治理已经成为一项必不可少的研究工作。微生物溶液作为一种新型的绿色环保水溶液，具有低黏滞性、高流动性的特点，可以在较小的灌浆压力下沿节理下渗，从而实现封堵节理及加固节理周围一定区域土体的目的。因此开展裂隙-孔隙介质中MICP溶液运移扩散的试验，研究微生物溶液沿节理裂隙下渗并向裂隙两侧的扩散范围，和碳酸钙的充填加固范围对含节理裂隙的黄土地区的工程具有指导意义。

目前测试裂隙中微生物溶液扩散过程的方法大多应用于具有平行板模型的岩体和混凝土裂隙，是一维的测试装置；由于岩石和混凝土的强度较高，钻孔困难，并且钻孔过程中容易造成岩块或混凝土块的开裂使试样损坏，通常将浓度传感器的探头预先埋置在混凝土块中，与混凝土以前浇筑，这样不能保证在浇筑过程中采集数据的设备能够正常工作，可能会缺失某一部分数据，数据采集设备也不能拆装循环使用，试验费用较高。

实用新型内容

为弥补上述测试技术上的缺陷已经解决节理裂隙导致的黄土地区工程建设的问题，本实用新型的目的在于提供一种裂隙-孔隙中微生物溶液运移扩散的试验装置。解决含节理裂隙黄土的二维微生物灌浆问题，满足同时单液注浆和分别双液注浆的要求，实现无压灌浆和有压灌浆的注浆过程，测量的精度较高。

本实用新型是通过下述技术方案来实现的。

本实用新型提供一种裂隙-孔隙中微生物溶液运移扩散的试验装置，包括模型箱、数据采集系统、摄像机和灌浆系统；所述模型箱中填充含裂隙黄土体，含裂隙黄土体中分别设有浓度传感器和注浆管，数据采集系统连接浓度传感器，注浆管与灌浆系统连通；

通过控制灌浆系统注入含裂隙黄土体中细菌菌液和胶结液，数据采集系统获取含裂隙黄土体中的细菌菌液和胶结液运移信息；通过摄像机获取含裂隙黄土体中的微生物溶液扩散形貌。

进一步，所述模型箱为钢化透明玻璃箱，正面标有刻度，含裂隙黄土体填充满所述模型箱；含裂隙黄土体中部自顶部至底部纵向开设裂隙。

进一步，所述含裂隙黄土体顶部沿中部裂隙向两侧开槽，槽内嵌入有连接橡胶导管的支架，导管与注浆管对接。

进一步，所述灌浆系统包括溶液储存装置、供压设备和导管，溶液储存装置依次连通供压设备和导管至注浆管，将微生物溶液自溶液储存装置导入至注浆管中。

进一步，所述若干个注浆管沿中部裂隙平行排布。

进一步，所述数据采集系统包括数据采集器和浓度传感器，若干个浓度传感器探头对称分布在含裂隙黄土体两侧孔中，通过导线连接到数据采集器。

进一步，所述供压设备包括压力泵、调压阀、压力表和流量计，压力泵连通溶液储存装置和导管，压力泵上设有调压阀；压力表和流量计设在导管上。