[发明专利]负压下微生物胶结细粒土的试验方法

摘要

本发明公开了一种负压下微生物胶结细粒土的试验方法，该试验方法采用负压固化装置完成，所述负压固化装置包括供液部分、胶结固化部分和负压抽液部分；该试验方法采用以下步骤：1)设定稳压；2)安装土样；3)饱和土样；4)建立负压值与进液流速的关系，确定胶结负压值；5)胶结准备；6)注菌；7)注胶结液；8)循环重复步骤6)～7)至少1次，在循环重复步骤6)～7)之前，打开所述阀门Ⅲ，胶结完毕。本发明能够通过调节真空度控制负压大小，从而控制菌液和胶结液在细粒土中的渗流速度，达到试验要求1‑2ml/min的稳定渗流，实现微生物诱导碳酸钙沉积技术在细粒土的应用。

主权项

1.一种负压下微生物胶结细粒土的试验方法，其特征在于，该试验方法采用负压固化装置完成，所述负压固化装置包括供液部分、胶结固化部分和负压抽液部分；所述供液部分包括高度可调的供液瓶；所述胶结固化部分包括胶结试验砂柱，所述胶结试验砂柱包括装样筒体和与其密封固接的上盖和下盖，在所述上盖上设有与所述供液瓶连接的入液口和进气口，在所述入液口上设有阀门Ⅰ，在所述进气口上设有阀门Ⅱ，在所述下盖上设有出液口，在所述出液口上设有阀门Ⅲ，在所述装样筒体的下部设有透水盘，在所述透水盘上设有多个均布的针状孔，所述透水盘由环形支架支撑在所述下盖上，在所述透水盘上铺设有粗砂层Ⅱ，在所述粗砂层Ⅱ上铺设有土工布垫层Ⅱ，在所述装样筒体内设有铺设在土样上表面上的土工布垫层Ⅰ和铺设在所述土工布垫层Ⅰ上的粗砂层Ⅰ；所述负压抽液部分包括依次连接的真空储液罐、抽真空罐和真空泵，在所述真空储液罐的底部设有抽气进液口和排液口，在所述抽气进液口上设有阀门Ⅳ，在所述排液口上设有阀门Ⅴ，所述抽气进液口与所述出液口连接，在所述真空储液罐的顶部设有真空表Ⅰ和抽真空口，在所述抽真空口上设有阀门Ⅵ，所述抽真空口和所述抽真空罐的顶部通过连通管连接，在所述连通管上设有调压阀，在所述抽真空罐的顶部设有电接点真空表，所述电接点真空表控制所述真空泵的启动和关闭；该试验方法采用以下步骤：1)设定稳压在所述真空储液罐气密性完好的情况下，打开所述阀门Ⅵ，关闭所述阀门Ⅳ和所述阀门Ⅴ，然后设定所述电接点真空表的上下限值，然后启动所述真空泵，然后通过调节所述调压阀，使所述真空储液罐内的负压值稳定为饱和土样预设负压值，所述电接点真空表的下限值大于该饱和土样预设负压值；2)安装土样拧紧所述下盖，将所述透水盘装入所述装样筒体，在所述透水盘的上面铺设所述粗砂层Ⅱ和所述土工布垫层Ⅱ，在所述装样筒体内侧涂抹凡士林，按照试验要求的土样参数分层将土样击实至设计高度，在所述土样上铺设土工布垫层Ⅰ，在所述土工布垫层Ⅰ上铺设粗砂层Ⅰ，所述土样安装完毕，将所述上盖拧紧；3)饱和土样3.1)调节所述供液瓶的高度，使其高于所述胶结试验砂柱，关闭所述阀门Ⅰ，然后在所述供液瓶中装入足够的自来水；3.2)打开所述阀门Ⅲ和所述阀门Ⅳ，关闭所述阀门Ⅱ，待所述真空储液罐内的负压再次稳定至饱和土样预设负压值时，打开所述阀门Ⅰ，自来水在重力和负压的作用下渗入所述土样，并最终流入所述真空储液罐；3.3)当发现有水进入所述真空储液罐时，所述土样饱和完毕，记录饱和土样所用自来水的体积，记作饱和土样用水量；4)建立负压值与进液流速的关系，确定胶结负压值4.1)打开所述阀门Ⅱ，使所述粗砂层Ⅰ上方积存3～5cm的水柱，关闭所述阀门Ⅰ，测量下渗2cm水柱需要的时间t，获得下渗流速v，v＝2cm*砂筒底面积/t；4.2)调节所述电接点真空表的上下限值，并通过调节所述调压阀，使所述真空储液罐内的负压值稳定为某一预设负压值，然后打开所述阀门Ⅰ，重复步骤4.1)；4.3)多次循环重复步骤4.2)，记录预设负压值和与其对应的下渗流速，并绘制预设负压值‑下渗流速曲线，找到试验要求下渗流速所对应的负压值作为胶结负压值；将试验要求下渗流速作为供液流速；5)胶结准备关闭所述阀门Ⅱ；将真空储液罐内的负压值调整至步骤4)确定的胶结负压值；放空供液瓶中的自来水，准备足量菌液和胶结液；6)注菌将菌液放入所述供液瓶，打开所述阀门Ⅰ并控制其开度，使菌液进入所述胶结试验砂柱的流速与试验要求的下渗流速相同，当进入所述胶结试验砂柱的菌液体积大于饱和土样用水量时，关闭所述阀门Ⅰ和所述阀门Ⅲ，使菌液在所述土样中静置一设定时长后，关闭所述阀门Ⅵ，打开所述阀门Ⅴ，清理出所述真空储液罐内的液体；然后关闭所述阀门Ⅴ，打开所述阀门Ⅵ，使所述真空储液罐内的负压重新稳定为胶结负压值；7)注胶结液7.1)将胶结液放入所述供液瓶，打开所述阀门Ⅰ和所述阀门Ⅲ，控制所述阀门Ⅰ的开度，使胶结液进入所述胶结试验砂柱的流速与试验要求的下渗流速相同，当胶结液进入所述胶结试验砂柱的体积与步骤6)中所用菌液体积相等时，关闭所述阀门Ⅰ和所述阀门Ⅲ，使胶结液在土中静置一设定时长；关闭所述阀门Ⅵ，打开所述阀门Ⅴ，清理出所述真空储液罐内的液体；然后关闭所述阀门Ⅴ，打开所述阀门Ⅵ，使所述真空储液罐内的负压重新稳定为胶结负压值；7.2)重复步骤7.1)3‑5次；8)循环重复步骤6)～7)至少1次，在循环重复步骤6)～7)之前，打开所述阀门Ⅲ，胶结完毕。