[实用新型]一种饱和砂土微生物灌浆加固的可视化试验装置

说明书

本实用新型公开了一种饱和砂土微生物灌浆加固的可视化试验装置，包括透明试验盒、灌浆水箱、灌浆管、激光光源发射器、CCD数字相机和数据收集系统；灌浆水箱设置在透明试验盒上方，灌浆管一端与灌浆水箱连通，另一端伸入透明试验盒的上端开口，激光光源发射器设置在透明试验盒外部一侧，CCD数字相机和数据收集系统相连且位于透明试验盒外侧，CCD数字相机的拍摄方向与激光光源发射器的激光平面垂直。本实用新型的试验装置实现了微生物灌浆加固的可视化和全过程数据的实时采集，为微生物岩土工程的研究提供了可靠依据；通过试验台和可调式流量计实现了微生物灌浆过程灌浆速率和灌浆量的可调；结构简单，操作简单，效率高，应用前景广阔。

技术领域

本实用新型涉及微生物岩土工程技术领域，具体涉及一种饱和砂土微生物灌浆加固的可视化试验装置。

背景技术

透明土的研制开发解决了很多以土为对象的实验难题，如原本不能观察土壤内部情况的各类实验，传统的使用普通土的实验需要在土体内部植入各种传感器来观测土体的变形等，如今，透明土的非侵入测量得到了广大学者的认同，例如，对饱和砂土微生物灌浆加固进行可视化分析，直观的观测微生物灌浆在土体中渗流以及固化的过程，使得观测结果更加直观。

由于传统的水泥、石灰和化学灌浆加固技术对环境和土体本身造成了很大的污染，不仅对地下水产生污染，也对植被生长产生一定的抑制作用。因此，为了加快生态文明建设，建设美丽中国，促进经济社会持续健康发展，微生物成矿学的进步给水利工程中地基加固技术带来了新的机遇与挑战，创造性地利用丰富的天然无毒害微生物资源改变岩土微观结构与构成，进而对岩土体进行加固。

因此，这种低压、非扰动、生态环保的地基原位加固新方法得到了国内外许多学者进行研究，碳酸钙结晶技术(Microbial Induced Carbonate Precipitation，MICP)将岩土工程与生物化学工程有机结合起来，具有无污染、无残留和良好的生物相容性等优势。然而，目前国内外相关研究还明显不足，到目前为止，尤其是在微生物灌浆加固土体的均匀性上存在明显问题。因此，将碳酸钙结晶技术应用在透明土中非常直观的观测出在微生物灌浆加固土体时微生物诱导形成的方解石在土颗粒孔隙中的分布状态，同时可以通过微生物与透明土折射率的差异观测微生物在土壤中的分布情况。然而，到目前为止，有关饱和砂土微生物灌浆加固的可视化试验装置尚未见报道。

综上所述，如何在现有的研究基础上，设计开发一种饱和砂土微生物灌浆加固的可视化试验装置是微生物岩土工程技术领域亟需解决的关键技术问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种饱和砂土微生物灌浆加固的可视化试验装置。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种饱和砂土微生物灌浆加固的可视化试验装置，包括透明试验盒、灌浆水箱、灌浆管、激光光源发射器、CCD数字相机和数据收集系统；所述透明试验盒的上端为开口结构，所述灌浆水箱设置在所述透明试验盒的上方，且所述灌浆水箱的底部与所述透明试验盒顶部之间在竖直方向上的距离为40-80cm，所述灌浆管的一端与所述灌浆水箱连通，另一端伸入所述透明试验盒的上端开口，所述激光光源发射器设置在所述透明试验盒外部一侧，所述CCD数字相机和所述数据收集系统均位于所述透明试验盒的外侧，且两者相连，所述CCD数字相机的拍摄方向位于所述激光光源发射器的激光平面的法线方向。

作为上述技术方案的进一步改进方案，所述饱和砂土微生物灌浆加固的可视化试验装置还包括透镜组，所述透镜组设置在所述透明试验盒和所述激光光源发射器之间，且位于所述激光光源发射器的激光平面上，所述透镜组与所述激光光源发射器的距离为4-6cm。

作为上述技术方案的再进一步改进方案，所述透明试验盒与所述激光光源发射器的距离为28-34cm。