[发明专利]一种微生物加固粗粒土的大型直剪试验制样装置及使用方法

说明书

本发明公开了一种微生物加固粗粒土的大型直剪试验制样装置及使用方法。一种微生物加固粗粒土的大型直剪试验制样装置，包括装置底座、模具筒、套管、注浆管和弯曲元传感器。装置底座安装到直剪仪上，装置底座上安装有模具筒。模具筒的外壁上设置有若干弯曲元传感器，模具筒下端设置有若干贯穿其侧壁的排液管。模具筒的内部竖直设置有若干套管，套管的上设置有若干通孔，套管与模具筒之间填充有粗粒土。若干注浆管的下端插入对应的套管，上端均与导液管连接，导液管分别与微生物溶液池和反应液池连接。本发明方便组装及分离，可配制粗粒土粒径范围大，可操作性强，采用饱和注浆与静置反应相结合的方法，提高了反应液的利用率。

技术领域

本发明涉及地基处理技术领域，具体涉及一种微生物加固粗粒土的大型直剪试验制样装置及使用方法。

背景技术

我国粗粒土分布广泛，其粒径范围一般为0.075-60mm，粗粒土地基或边坡颗粒松散，粒径较大，抗冲刷能力差、物理力学性能欠佳，在强震、高应力等复杂应力条件下粗粒土易失稳引发滑坡、泥石流等灾害。工程建设中需要对粗粒土的抗剪强度进行评估，常规的抗剪强度试验如三轴、扭剪、直剪等由于试样尺寸较小，对颗粒最大粒径要求较高(一般而言不超过2mm)，不适用于测定粗粒土的抗剪强度。工程上常通过大型直剪试验得到粗粒土的抗剪强度指标。

微生物加固技术是近年兴起的新型岩土加固技术，与传统的水泥或化学注浆技术相比，该技术具有施工扰动小，注浆压力小、传输半径大、固化反应时间短等优点。微生物加固属于原位处理方法，粗粒土胶结体的强度指标需要通过试验确定。然而，微生物加固胶结强度远低于水泥拌合物强度，现场取样存在困难。按常规思路，先在大型直剪试样盒中进行微生物加固，加固完成后对胶结体剪切测量强度，但是由于微生物加固会产生腐蚀金属的副产品，损坏试样盒，生成的锈蚀物填充在土样与试样之间影响抗剪强度的测定，导致现场加固设计出现偏差。此外微生物加固程度在试验前需要进行评估，而传统的直剪试验制样装置无法用于微生物胶结体大型直剪试验，亦不能对加固程度进行评估，有必要开发适用于微生物加固粗粒土大型直剪试验的制样装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种微生物加固粗粒土的大型直剪试验制样装置及使用方法。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种微生物加固粗粒土的大型直剪试验制样装置，包括装置底座、承样底座、模具筒、套管、注浆管、弯曲元传感器、蠕动泵、微生物溶液池和反应液池。

所述装置底座安装到直剪仪上，装置底座上安装有承样底座，承样底座上安装有模具筒。所述模具筒的外壁上设置有若干弯曲元传感器，模具筒下端设置有若干贯穿其侧壁的排液管。

所述模具筒的内部竖直设置有若干套管，套管的上端敞口，下端封闭，套管的管壁上设置有若干通孔。

若干所述注浆管的下端分别插入对应的套管内，上端均与导液管连接。所述导液管分别与微生物溶液池和反应液池连接，生物溶液池和反应液池内的液体均通过蠕动泵和导液管排入注浆管。

进一步，所述模具筒为上端敞口且内部中空的圆柱体，该圆柱体由两片对开模拼接而成。

将内部中空的圆柱体沿轴线方向平分得到两片所述对开模，这两片对开模接壤处的外壁上均设置有固定板，固定板的两端与对开模的轴向两端齐平。两片对开模上的固定板通过螺栓连接，连接处进行密封处理。

进一步，每片所述对开模的下端均设置有四个贯穿其侧壁的排液管。每片所述对开模的外壁上均设置有三个弯曲元传感器，三个弯曲元传感器沿对开模的长度方向等间距布置。

进一步，所述模具筒内部填充有粗粒土，振捣器对粗粒土进行振捣。

进一步，所述套管的下端呈圆锥状，套管的上段、中段和下段分别记为上部、中部和下部，上部、中部和下部的长度均为套管长度的三分之一。