一种负压环境下微生物诱导碳酸钙沉淀固化砂土的试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种负压环境下微生物诱导碳酸钙沉淀固化砂土的试验装置，所述试验装置包括培养箱、氧气输送装置和抽真空装置。所述培养箱包括培养箱体3及密封盖1，所述培养箱体3底部从下至上依次设有透气石6、多孔塑料板8，多孔塑料板8上放置试件模具5；所述氧气输送装置包括氧气泵15及输气管4，所述输气管4穿过密封盖1分别连接氧气泵15及透气石6；所述抽真空装置包括真空泵16及抽真空气管14，所述抽真空气管14穿过密封盖1分别连接真空泵16及培养箱体3。所述试验装置操作简单。

A Test Device for Microbial Induced Calcium Carbonate Precipitation and Solidification of Sand under Negative Pressure

The utility model discloses an experimental device for microbial-induced calcium carbonate precipitation solidification of sand under negative pressure environment, which comprises a incubator, an oxygen conveying device and a vacuum pumping device. The incubator comprises a incubator body 3 and a sealing cover 1. The bottom of the incubator body 3 is successively provided with a permeable stone 6, a porous plastic plate 8, and a specimen mould 5 on the porous plastic plate 8. The oxygen conveying device comprises an oxygen pump 15 and a gas pipeline 4, which are connected with an oxygen pump 15 and a gas permeable stone 6 through the sealing cover 1, respectively. The air pipe 14 is connected with the vacuum pump 16 and the culture box 3 respectively through the sealing cover 1. The test device has simple operation.

【技术实现步骤摘要】
一种负压环境下微生物诱导碳酸钙沉淀固化砂土的试验装置
本技术属于固化砂土
，具体涉及一种负压环境下微生物诱导碳酸钙沉淀固化砂土的试验装置。
技术介绍
随着世界范围内的人口增长和社会发展，对建设用地的需求不断增大。传统的化学灌浆材料和化学固化剂，大多含有有毒化学物质，常常对环境造成不良影响。微生物诱导固化是一种新型土壤固化技术，其实质是诱导某些特定微生物与有机物(如尿素)反应，并结合离子源，生成具有粘结作用且难溶的碳酸盐晶体，从而将松散无胶结或弱胶结颗粒粘结在一起，形成具有一定强度的整体。CN201410671294公开了一种砂桩的施工方法，CN201410671469公开了一种加固治理液化砂土地基的方法，ZL201410671469.8公开了一种加固治理液化砂土地基的方法，CN201410671522公开了一种混凝土坝缝隙的堵漏方法，上述三个专利均使用了微生物诱导碳酸钙沉淀技术并作用于不同的领域。但是上述专利均是在常压下进行并没有公开气体压强对技术效果的影响。《微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)固化土壤实验研究》也开展了巴氏芽孢杆菌(Sporosarcinapasteurii)催化尿素水解进行MICP固化土壤效果和影响因素研究，主要包括：巴氏芽孢杆菌的培养和脲酶活性研究、尿素水解MICP过程及影响因素研究、砂土粒径对固化效果的影响等。也没有对气体压强环境对固砂效果展开研究。由于微生物诱导碳酸钙沉淀法机理简单，快速高效，容易控制，环境耐候性好，项目组所在科研团队设想通过调整气压大小来实现固砂效果的突破。针对现有的微生物诱导碳酸钙沉淀固砂技术一般是在常压条件下进行固砂的技术现状，本技术欲探索一种负压条件下微生物诱导碳酸钙沉淀固化砂土的方法。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的之一在于提供一种负压环境下微生物诱导碳酸钙沉淀固化砂土的试验装置，所述试验装置简单易操作。为实现上述技术目的，具体提供了如下所述的技术方案：一种负压环境下微生物诱导碳酸钙沉淀固化砂土的试验装置，所述试验装置包括培养箱、氧气输送装置和抽真空装置；所述培养箱包括培养箱体3及密封盖1，所述培养箱体3底部从下至上依次设有透气石6、多孔塑料板8，多孔塑料板8上放置试件5；所述氧气输送装置包括氧气泵15及输气管4，所述输气管4穿过密封盖1分别连接氧气泵15及透气石6；所述抽真空装置包括真空泵16及抽真空气管14，所述抽真空气管14穿过密封盖1分别连接真空泵16及培养箱体3。进一步，所述试验装置还包括恒温控制装置，所述恒温控制装置包括恒温调节器9以及恒温控制器11，所述恒温调节器9浸没于培养液17中，所述恒温控制器11安置于培养箱外。进一步，所述多孔塑料板8通过塑料支架7支撑于箱底以使透气石6与多孔塑料板8之间留有孔隙。进一步，所述输气管4上设置有输气管阀门10并安置于培养箱外。进一步，所述抽真空气管14上设置有真空表12及真空管阀门13并安置于培养箱外。进一步，所述试验装置还包括密封条2以加强密封培养箱体3及密封盖(1)。本技术的有益效果在于：本技术公开的试验装置体积较小、试验操作简单，本装置可以根据实际需要，实现真空度为0～30inHg负压的调节，同时可以根据进气量的需求随时调整氧气量的大小；本装置首次实现了负压环境下进行微生物诱导碳酸钙沉淀固化砂土室内试验，这是前人没有过的。附图说明图1为本技术公开的负压环境下微生物诱导碳酸钙沉淀固化砂土的试验装置的结构示意图；图2为试验装置的俯视图；图3为输气管与透气石的连接图；图4为使用试验装置进行试验的效果图。图中：1-密封盖；2-密封条；3-培养箱体；4-输气管；5-试件；6-透气石；7-塑料支架；8-多孔塑料板；9-恒温调节器；10-输气管阀门；11-恒温控制器；12-真空表；13-真空管阀门；14-抽真空气管；15-氧气泵；16-真空泵；17-培养液。具体实施方式下面将结合附图及具体实施例对本技术进行更加详细的阐述。一种负压环境下微生物诱导碳酸钙沉淀固化砂土的试验装置，如图1所示，所述试验装置包括培养箱、氧气输送装置和抽真空装置；所述培养箱包括培养箱体3及密封盖1，所述培养箱体3底部从下至上依次设有透气石6、多孔塑料板8，多孔塑料板8上放置试件5；所述氧气输送装置包括氧气泵15及输气管4，所述输气管4穿过密封盖1分别连接氧气泵15及透气石6；所述抽真空装置包括真空泵16及抽真空气管14，所述抽真空气管14穿过密封盖1分别连接真空泵16及培养箱体3；在培养箱体3中装培养液17以浸没试件5。所述试验装置还包括恒温控制装置，所述恒温控制装置包括恒温调节器9以及恒温控制器11，所述恒温调节器9浸没于培养液17中，所述恒温控制器11安置于培养箱外。所述多孔塑料板8通过塑料支架7支撑于箱底以使透气石6与多孔塑料板8之间留有孔隙。所述输气管4上设置有输气管阀门10并安置于培养箱外。所述抽真空气管14上设置有真空管阀门13以及真空表12并安置于培养箱外。所述试验装置还包括密封条2以加强密封培养箱体3及密封盖1。所述试验装置的俯视图如图2所示，图3显示了输气管与透气石的连接方式。实施例使用如上所述的装置进行固砂试验，具体操作步骤按如下所述：1)砂土试件制作：将标准砂装入空心圆柱形试件模具5内，共计制作18件，然后置于多孔塑料板8上；2)粘结液配制：所述粘结液以水为溶媒并含有NH4Cl、NaHCO3、CaCl2.2H2O、CO(NH2)2，所述NH4Cl、NaHCO3、CaCl2.2H2O、CO(NH2)2的浓度分别为10.0g/、2.12g/L、73.5g/L、30.0g/L；所述最终粘结液的pH值将由HCl或Na(OH)调节为6；3)细菌培养液配制：细菌培养液以水为溶媒包含(NH4)2SO4、酵母粉、缓冲溶液，细菌培养液pH值为9.0，细菌浓度OD600＝0.640，并将细菌溶液混合在砂土试样中；4)将上述粘结液倒入培养箱内淹没砂土试件，盖上密封盖1，然后在密封盖1四周通过C型夹扣紧紧扣住密封盖，控制温度在20～25℃；5)打开氧气泵15，并调节输气管阀门10大小，氧气通过透气石均匀地扩散在溶液中，并给细菌提供生存的氧气，氧气的大小控制在使溶液中有微小的气泡即可；6)打开真空泵16，调节真空管阀门13的大小，并保证真空表12显示15inHg；7)保持以上条件不变，让细菌参与微生物固砂；分别在第3天、第5天、第7天、第10天、第14天、第18天取出3件试件进行应力测试取平均值，并做好记录见表1。对比实施例1)砂土试件制作：将标准砂装入空心圆柱形试件模具5内，共计制作18件，然后置于多孔塑料板8上；2)粘结液配制：所述粘结液以水为溶媒并含有NH4Cl、NaHCO3、CaCl2.2H2O、CO(NH2)2，所述NH4Cl、NaHCO3、CaCl2.2H2O、CO(NH2)2的浓度分别为10.0g/、2.12g/L、73.5g/L、30.0g/L；所述最终粘结液的pH值将由HCl或Na(OH)调节为6；3)细菌培养液配制：细菌培养液以水为溶媒包含(NH4)2SO4、酵母粉、缓冲溶液，细菌培养液pH值为9.0，细菌浓度OD600＝0.640，并将细菌溶液混合在砂土试样中；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种负压环境下微生物诱导碳酸钙沉淀固化砂土的试验装置，其特征在于，所述试验装置包括培养箱、氧气输送装置和抽真空装置；所述培养箱包括培养箱体(3)及密封盖(1)，所述培养箱体(3)底部从下至上依次设有透气石(6)、多孔塑料板(8)，多孔塑料板(8)上放置试件模具(5)；所述氧气输送装置包括氧气泵(15)及输气管(4)，所述输气管(4)穿过密封盖(1)分别连接氧气泵(15)及透气石(6)；所述抽真空装置包括真空泵(16)及抽真空气管(14)，所述抽真空气管(14)穿过密封盖(1)分别连接真空泵(16)及培养箱体(3)。

【技术特征摘要】
1.一种负压环境下微生物诱导碳酸钙沉淀固化砂土的试验装置，其特征在于，所述试验装置包括培养箱、氧气输送装置和抽真空装置；所述培养箱包括培养箱体(3)及密封盖(1)，所述培养箱体(3)底部从下至上依次设有透气石(6)、多孔塑料板(8)，多孔塑料板(8)上放置试件模具(5)；所述氧气输送装置包括氧气泵(15)及输气管(4)，所述输气管(4)穿过密封盖(1)分别连接氧气泵(15)及透气石(6)；所述抽真空装置包括真空泵(16)及抽真空气管(14)，所述抽真空气管(14)穿过密封盖(1)分别连接真空泵(16)及培养箱体(3)。2.根据权利要求1所述一种负压环境下微生物诱导碳酸钙沉淀固化砂土的试验装置，其特征在于，所述试验装置还包括恒温控制装置，所述恒温控制装置包括恒温调节器(9)以及恒温控制器(11)，所述恒温调节器(9...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄伟，李俊杰，邓晓佳，李东升，赵宝云，吴越，许年春，况龙川，吴同情，
申请(专利权)人：重庆科技学院，
类型：新型
国别省市：重庆,50