[发明专利]一种基于MICP技术加固土体的试验装置及使用方法

说明书

本发明公开了一种基于MICP技术加固土体的试验装置及使用方法，本装置由制样模具、注液辅助系统构成。制样模具包括：半圆型立体薄壁凹槽圆筒、边缘开槽型薄壁圆盖、八棱柱支撑杆、实心防渗条；注液辅助系统包括：装置底座、立体中空侧板、侧板连接固定板、可移动中空上封盖、抽屉式废液收集仓。微生物固化风积砂试样制备时，风积砂填筑到制样模具中，两端扣上边缘开槽型薄壁圆盖，实心防渗条嵌入模具开槽处，通过八棱柱支撑杆将制样模具固定在注液辅助系统中，液体通过蠕动泵循环后，利用注液软管输送至凹槽内的开孔处进行灌注。本发明具有减小材料耗损，避免因部分土体固结出现灌注不均匀现象，可明显提高灌注效率与加固效果的特点。

技术领域

本发明属于微生物注浆试验技术领域，具体涉及一种基于MICP技术加固土体的试验装置及使用方法。

背景技术

微生物诱导碳酸钙沉淀（MICP）技术是近年来新兴的土体加固技术，以其环境友好、节约成本、操作简单等优势在岩土工程领域受到越来越多的关注。其所用细菌是一种兼性厌氧的巴氏芽孢杆菌，若在湿润的土体中用尿素和溶有钙质的液体培养，能够在土颗粒间产生碳酸钙代谢产物，可以将松散的土颗粒胶结成整体，进而改善土体强度、渗透性等力学性质。微生物诱导碳酸钙沉淀加固土体技术具有广阔的推广应用前景。

传统的微生物诱导碳酸钙沉淀技术是利用巴氏芽孢杆菌在土体中迁移进行碳酸钙沉淀来加固土体，但由于细菌在土体中迁移并不均匀，主要停留在土体固化的表面层上，使得土体加固效果并不均匀，是传统的微生物诱导碳酸钙沉淀技术的一大局限性。

本发明提出一种基于MICP技术固化土体的试验装置及使用方法，重点解决土体加固中的固化不均匀问题。在本装置下，巴氏芽孢杆菌的迁移能力显著提高，在土体中的分布更加均匀，不仅仅只在土体表面完成固化，克服了传统微生物诱导碳酸钙沉淀技术加固土体的不均匀问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种装置简单，灌注效率高且固化均匀的试验装置及使用方法。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种基于MICP技术加固土体的试验装置及使用方法，包括制样模具、注液辅助系统。

所述制样模具包括：半圆型立体薄壁凹槽圆筒、边缘开槽型薄壁圆盖、八棱柱支撑杆、实心防渗条。

所述注液系统包括：立体中空侧板、侧板后连接固定板、装置底座、侧板前连接固定板、抽屉式废液收集仓仓体、抽屉式废液收集仓底部凸起、可移动中空上封盖。

一种基于MICP技术加固土体的试验装置及使用方法，包括以下步骤：

步骤一、将半圆型立体薄壁凹槽圆筒（11）与半圆型立体薄壁凹槽圆筒（12）边缘凸起位置吻合嵌入后套上一端的边缘开槽型薄壁圆盖（21），开始灌注土体，灌满后将另一端的边缘开槽型薄壁圆盖（22）套上，调整位置；

步骤二、半圆型立体薄壁凹槽圆筒（1）与边缘开槽型薄壁圆盖（2）紧密贴合后，将实心防渗条（6）嵌入半圆型立体薄壁凹槽圆筒（1）凹槽内部，共嵌入七条，剩余一个凹槽供注液使用；

步骤三、将安装完成的制样模具固定在注液系统中，固定时，将八棱柱支撑杆（23）穿过立体中空侧板（31），八棱柱支撑杆（24）穿过立体中空侧板（32），调整位置，稳定后开始注液；

步骤四、通过蠕动泵将菌液和胶结液循环经注液软管进行输送，并设置一定的灌注频率与灌注速度；

步骤五、灌注时间到达以后，将半圆型立体薄壁凹槽圆筒（1）下一个凹槽内的实心防渗条抽出并嵌入上一个注液凹槽内部；

步骤六、反复执行步骤四、五，对半圆型立体薄壁凹槽圆筒（1）上所有凹槽进行灌注后，静置24h；

步骤七、待固化反应完成后，将制样模具从注液辅助系统中取出，将试样放入纯水中浸泡 24h，然后脱模烘干，开展后续试验测试。

本发明有益效果是：