[发明专利]一种圆柱试样无扰动浸泡式环向注浆制样仪及制样方法

说明书

本发明公开了一种圆柱试样无扰动浸泡式环向注浆制样仪及制样方法，该制样仪包括注浆液存放皿、输入液蠕动泵、有机玻璃管、一号橡胶塞、注浆管、有机玻璃管管箍、二号橡胶塞、出液管、回流管、硬质圆柱筛分网、硬质圆柱筛分网管箍、渗出液收集皿、回流液蠕动泵等。本发明采用无扰动浸泡式环向注浆方式制样。本发明的制样仪可实现制样与注浆一体化，利用有机玻璃管内壁的刻度线，可以实现钙质砂三轴试样的精确制作，通过对圆柱体钙质砂试样的无扰动注浆，可以显著提高注浆效率，制成的钙质砂单元体试样均匀性强，进而实现钙质砂圆柱体三轴试样的原位加固。

技术领域

本发明属于岩土工程学科、化学以及生物学等多学科交叉的钙质砂固化技术领域，涉及一种基于化学或微生物固化技术的制样仪及制样方法，尤其涉及一种圆柱试样无扰动浸泡式环向注浆制样仪及制样方法。

背景技术

我国南海西沙富含钙质砂海床，具有形状不规则、强度低、易破碎等特点，在诸如波浪、地震等动荷载作用下易产生液化等现象，进而影响南海建(构)筑物的安全性，因此关于南海钙质砂原位加固方面的研究引起了广大科研工作者的浓厚兴趣，并由此展开了基于化学注浆(诸如有机或无机固化剂)或微生物注浆(如MICP浆液)加固钙质砂的研究。

为充分研究固化钙质砂的动、静力学特性，通常需要开展相应的动、静力三轴试验，然而目前关于能够实现钙质砂三轴圆柱体试样制样、原位固化一体化的仪器装置尚未见诸报道，亟需开展相应技术研究。

发明内容

本发明针对现有钙质砂三轴试样注浆仪器和无扰动注浆技术的缺陷，提供一种圆柱试样浸泡式环向注浆制样仪，该制样仪不仅提高了钙质砂三轴圆柱试样制样过程的可控性，还可以实现制样和无扰动固化一体化，显著提高了制样精度和固化效率。

本发明所采用的技术方案是：

一种圆柱试样无扰动浸泡式环向注浆制样仪，其特征在于，包括注浆液存放皿、输入液蠕动泵、有机玻璃管、一号橡胶塞、注浆管、有机玻璃管管箍、二号橡胶塞、出液管、回流管、硬质圆柱筛分网、硬质圆柱筛分网管箍、渗出液收集皿、回流液蠕动泵；

所述的注浆液存放皿内装有注浆液；

所述的有机玻璃管是双瓣模经有机玻璃管管箍固定形成的，且其两端开口，顶部开口装有一号橡胶塞，底部开口装有二号橡胶塞；

所述的硬质圆柱筛分网为双瓣模结构，经硬质圆柱筛分网管箍固定得到，其上均匀布有筛孔，所述硬质圆柱筛分网同轴设于有机玻璃管内，上下两端分别由所述一号橡胶塞、二号橡胶塞塞紧固定；在硬质圆柱筛分网与有机玻璃管之间形成环向空间，砂样设于所述硬质圆柱筛分网内，注浆管插入所述一号橡胶塞将注浆液从注浆液存放皿注入环向空间内，注浆液从硬质圆柱筛分网的筛孔中环向注入土样中；

在二号橡胶塞上插入有出液管和回流管，所述出液管用于将试样中流出液引出至渗出液收集皿中，所述回流管用于将所述环向空间内液体回流至注浆液存放皿中；

所述输入液蠕动泵设置在所述注浆管上，所述回流液蠕动泵设置在所述回流管上；此外，在出液管尾部、回流管中间连有一段橡皮管，通过在橡皮管上设置止水夹控制管内是否有浆液通过。

上述技术方案中，进一步的，所述的有机玻璃管的内径为79.1mm，所述硬质圆柱筛分网的内径为39.1mm，其上筛孔孔径为0.075mm，各孔之间净距1mm；所述有机玻璃管表面设有高度为至少100mm的刻度标尺。

进一步的，所述二号橡胶塞为橡胶塞与过滤纤维棉组合而成的一体塞，其中二号橡胶塞一端设有两条同轴细缝圆槽，所述硬质圆柱筛分网下端嵌入小细缝圆槽以固定且小细缝圆槽的宽度小于圆柱筛分网的厚度；所述有机玻璃管下端嵌入大细缝圆槽以固定且大细缝圆槽的宽度小于有机玻璃管的厚度；所述二号橡胶塞被小细缝圆槽划分的圆形底面贴有过滤纤维棉以防止有砂砾漏出；所述的出液管插入二号橡胶塞与过滤纤维棉的交界处；所述的回流管插入二号橡胶塞并将管端插入所述环向空间内。