[发明专利]一种微生物注浆加固圆柱砂样的试验装置及试验方法

说明书

本发明公开了一种注浆装置，包括圆柱槽、注浆管、套管、出液口，所述注浆管设置在圆柱槽中心位置，在注浆管外部设有套管，所述套管管壁上设有多个小孔，所述出液口设置在圆柱槽底部。本发明还公开了一种微生物注浆加固圆柱砂样的试验装置及试验方法。本发明利用微生物诱导碳酸钙沉淀（MICP）技术胶结松散砂粒，并考虑到实际砂基中的应力以及砂堆积密度随深度的增加而增加的情况，采用了一种壁上有特殊分布孔的塑料套管、可提升式注浆管以及变流速注浆方式，使得逐层胶结形成的圆柱形砂样沿高度方向具有很好的均匀性和完整性。

技术领域

本发明属于岩土工程学科、生物学以及环境学等交叉学科相结合的地基处理技术领域，涉及一种微生物注浆加固圆柱砂样的试验装置及试验方法。

背景技术

微生物岩土技术的研究和应用多集中于文化遗迹的修复、减少排水沟的腐蚀、减缓重金属和有机污染物的迁移、防止大堤和河坝的管涌等方面，而考虑将微生物用于加固砂基则是近十年才开始流行，并逐渐成为热点。目前关于微生物加固砂体的研究有了一些进展，但是大部分研究仍然存在加固深度有限、加固效果不均匀等关键性问题，这使得微生物加固砂基的实际应用及推广受到了阻碍。

本发明之前已经公开有针入式的微生物均匀固化砂土制样装置及其制样方法，相对于本发明其加固的试样尺寸较小且装置构造复杂；还公开有一种用于微生物水泥横向灌浆的试验装置和试验方法，其利用砂土在堆积状态下横向渗透系数高于其纵向渗透系数，采用横向灌浆减少堵塞，但是试样筒壁上也分布有小孔会增加装置制作的成本，并且当试样高度较大时，在重力作用下，浆液横向流速会沿试样高度方向分布不均匀，在流速慢的地方会导致注浆管上小孔的堵塞，进而造成砂样整体的不均匀。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供了一种注浆装置。

本发明还要解决的技术问题是提供了一种微生物注浆加固圆柱砂样的试验装置。

本发明还要解决的技术问题是提供了微生物注浆加固圆柱砂样的试验方法。

技术方案：本发明是通过以下技术方案来实现的：一种注浆装置，所述注浆装置包括圆柱槽、注浆管、套管、出液口，所述注浆管设置在圆柱槽中心位置，在注浆管外部设有套管，所述套管管壁上设有多个小孔，所述出液口设置在圆柱槽底部。通过所述套管和圆柱槽之间逐层注浆形成圆柱形胶结砂体。

作为优选，所述套管的外径为1.2～12cm，高度为0.5～10m，厚度1～20mm。

作为优选，所述套管管壁上的小孔是特殊分布的，小孔的直径为5～20mm，沿管长方向间隔2～3cm布置，按其布置数量分上部、中部和下部三种，每种小孔分布区域各占注浆管高度的三分之一，上部小孔沿围绕管径方向均匀布置3～4个小孔，中部小孔沿围绕管径方向均匀布置5～6个小孔，下部小孔沿围绕管径方向均匀布置7～8个小孔。

作为优选，所述套管为塑料套管，套管下端是带有尖锥状的封口，上端是开口的。

作为优选，所述圆柱槽为有机玻璃制成，圆柱槽外径为12～60cm，高度为0.5～10m，厚度为5～10mm，上端是开口的，下端设有4个圆柱型出液口来模拟排水井，出液口外径1.2～12cm，厚度1～20mm。

一种微生物注浆加固圆柱砂样的试验装置，包含所述的注浆装置，第一蠕动泵、第二蠕动泵、微生物浆液池、胶结液池、第一导液管、第二导液管以及固定支架，所述注浆装置设在在固定支架上，第一导液管通过蠕动泵将微生物浆液池和与注浆管活动连接，第二导液管将胶结液池和蠕动泵与注浆管活动连接。

作为优选，所述注浆装置从下往上分为第一层注浆区、第一层注浆区和试验砂层。

本发明内容还包括采用所述的试验装置的微生物注浆加固圆柱砂样的试验方法，包括以下步骤：