可拓展裂隙岩体微生物低温注浆加固试验装置及试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了可拓展裂隙岩体微生物低温注浆加固试验装置及试验方法，包括低温注浆箱体、浆液供给系统、可拓展裂隙岩体注浆装置、废液回收系统；采用微生物诱导碳酸钙沉积的原理注浆时，本发明专利技术通过可拓展裂隙岩体注浆装置一次性最多对16个裂隙岩体试件进行注浆，也能适用于圆柱体和长方体两种不同的裂隙岩体标准试件形状；通过低温注浆箱体使混合浆液自由渗入裂隙岩体缝隙深处而不会在裂隙岩体浅层缝隙发生胶结导致封堵，最终达到提高注浆效率和注浆效果的目的。本发明专利技术为室内研究微生物诱导碳酸钙沉积以改善裂隙岩体的力学性能和具体实践中的岩体修复和应力稳定提供理论基础和试验设备。试验设备。试验设备。

【技术实现步骤摘要】
可拓展裂隙岩体微生物低温注浆加固试验装置及试验方法


[0001]本专利技术属于岩土工程实验装置
，具体涉及可拓展裂隙岩体微生物低温注浆加固试验装置及试验方法。

技术介绍

[0002]微生物岩体技术是近年来岩土工程领域中一个新的研究分支，微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)是指微生物新陈代谢活动产生的碳酸根离子与环境中的金属离子结合沉积出碳酸盐的过程。微生物岩体技术已经开始在古建筑及混凝土修复、场地抗液化处理、防尘固沙处理和岩土体封堵技术等领域中广泛应用，其中，岩土体封堵技术进一步细化为土体防渗处理、地基加固处理和岩体裂隙修复等。现有的微生物低温注浆专利技术只针对砂土地基，鲜有开展室内裂隙岩体低温微生物注浆的专利技术研究；且现有的裂隙岩体微生物注浆技术存在注浆试件少，注浆效率低等缺陷。为了填补裂隙岩体低温注浆以提高注浆效果的研究空白，也为了实现单次对多个试件进行微生物注浆的实验设备以提升注浆效率，有必要提出可拓展裂隙岩体微生物低温注浆加固试验装置及试验方法。本专利技术具有突出的试件盒可拓展特性和低温注浆特性，可为室内研究微生物诱导碳酸钙沉积以改善裂隙岩体的力学性能研究和具体项目中的岩体修复和应力稳定提供试验设备和实践基础。

技术实现思路

[0003]为了解决裂隙岩体的低温注浆的技术问题和增加裂隙岩体注浆试件、改善注浆效率的技术问题，本专利技术设计了可拓展裂隙岩体微生物低温注浆加固试验装置及试验方法，本试验装置通过可拓展裂隙岩体注浆系统能一次性最多对16个裂隙岩体试件注浆，也可适用于不同的裂隙岩体标准试件形状；通过低温注浆箱体使混合浆液自由渗入裂隙岩体缝隙深处而不会在裂隙岩体浅层缝隙发生胶结导致封堵，最终达到提高注浆效率和注浆效果的目的。
[0004]为了达到上述技术目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0005]可拓展裂隙岩体微生物低温注浆加固试验装置，包括：低温注浆箱体、浆液供给系统、可拓展裂隙岩体注浆系统、废液回收系统；
[0006]所述低温注浆箱体内上部安装设置浆液供给系统；所述浆液供给系统下部安装设置可拓展裂隙岩体注浆系统；在可拓展裂隙岩体注浆系统下部安装设置废液回收系统；
[0007]所述低温注浆箱体包括：箱体、承台、浆液分流管道、合页、上箱门、下箱门、温控器、制冷管；所述箱体内分别设置三阶承台；箱体的上箱门和下箱门分别通过合页与箱体的上箱体和下箱体连接；所述下箱门内侧及下箱体内壁上安装制冷管；在下箱门的内侧安装温控器；
[0008]所述浆液供给系统包括：菌液罐、胶结液罐、多通道蠕动泵、蠕动泵进液管、总通道阀门；所述胶结液罐连接在菌液罐下方，在胶结液罐下方设置多通道蠕动泵；菌液罐和胶结液罐均通过蠕动泵进液管与多通道蠕动泵的进液口连接；多通道蠕动泵的出液口连接总通
道阀门；
[0009]所述可拓展裂隙岩体注浆系统包括：注浆装置，所述注浆装置包括：注浆顶盖、可拓展试件盒、漏网底盖；所述可拓展试件盒上端连接注浆顶盖，下端连接漏网底盖；
[0010]所述废液回收系统包括：废液集中漏斗、废液回收槽；所述废液回收槽上端开口连接废液集中漏斗。
[0011]优选的，所述菌液罐和胶结液罐分别放置于第一层和第二层两个承台上；多通道蠕动泵放置于第三层承台上；所述浆液分流管道的头端与第三承台上的总通道阀门连接，浆液分流管道的尾端分别与注浆装置上的注浆顶盖连接；所述浆液分流管道的尾端为外螺纹接头，注浆顶盖上连接内螺纹接头，浆液分流管道的尾端与注浆装置上的注浆顶盖是通过内、外螺纹接头连接；
[0012]优选的，所述注浆装置为长方体试件注浆装置，可拓展试件盒为可拓展长方体试件盒，注浆顶盖为方形注浆顶盖；
[0013]优选的，所述注浆装置为圆柱体试件注浆装置，可拓展试件盒为可拓展圆柱体试件盒，注浆顶盖为圆形注浆顶盖；
[0014]优选的，所述上箱门中部镂空且安置透明有机钢化玻璃；下箱体分为两层，中部的废液集中漏斗与箱体一体化；
[0015]优选的，所述菌液罐和胶结液罐的罐身上标示有刻度线；所述废液回收槽上连接回收槽把手；
[0016]优选的，所述浆液分流管道内部设置十六条隐藏式注浆通道，每一条注浆通道对应连接一个单通道阀门；
[0017]本专利技术的另一目的在于提供可拓展裂隙岩体微生物低温注浆加固试验装置的试验方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0018]S1：注浆试验开始前应制定裂隙岩体微生物注浆加固方案，本装置试验时采用尿素水解的微生物诱导碳酸钙沉积过程：以巴氏芽孢杆菌作为菌种，拟配置浓度OD
600
值为1.0左右的菌液储存在菌液罐中；以尿素与氯化钙的混合溶液作为胶结液，拟配置0.5mol/L的尿素和0.5mol/L的氯化钙溶液，以1:1的比例混合制成胶结液并储存在胶结液罐中；多通道蠕动泵以1:1的比例从菌液罐和胶结液罐抽取浆液并混合，总通道注浆速率为试件个数乘以单通道注浆速率，单通道注浆速率拟用0.5ml/min，完成上述布置后关闭上箱门；
[0019]S2：据裂隙岩体微生物注浆加固方案制备标准裂隙岩体试件后，将长方体或圆柱体试件放置在可拓展长方体试件盒或可拓展圆柱体试件盒中，将方形注浆顶盖或圆形注浆顶盖以内螺纹接头与低温注浆箱体的外螺纹接头连接固定，再将试件盒底部以漏网底盖附着后安装至低温注浆箱体的废液集中漏斗上；
[0020]S3：将废液回收槽安装至低温注浆箱体的最下层，拟设置3℃低温环境后关闭下箱门，静置30分钟使下箱体达到理想低温注浆环境；
[0021]S4：打开上箱门，开启总通道阀门和有裂隙岩体试件对应的单通道阀门，启动蠕动泵即可开始进行注浆；具体的，注浆过程中需关闭上箱门且可通过上箱门的透明有机钢化玻璃对菌液罐的刻度线、胶结液罐和多通道蠕动泵显示器进行观察。
[0022]本专利技术的有益效果是：
[0023]1)本专利技术具有突出的试件盒可拓展功能以适用于单个或多个、圆柱体或长方体裂
隙岩体试件的微生物注浆试验，以此提高微生物注浆试验的注浆效率；可拓展裂隙岩体注浆系统分为长方体试件注浆装置和圆柱体注浆装置，分别适用于标准圆柱体裂隙岩体试件和标准长方体裂隙岩体试件，可拓展长方体试件注浆装置适配方形注浆顶盖，可拓展圆柱体试件盒适配圆形注浆顶盖；不同形状的可拓展试件盒均设置16个试件槽，一次性最多可对16个裂隙岩体试件进行注浆，同时通过单通道阀门对注浆试件的个数控制。
[0024]2)本专利技术具有突出的低温注浆功能以改善裂隙岩体的微生物注浆试验效果；低温注浆箱体的下箱体有包围式制冷管且下箱门上设置有温控器，可以使注入试件的微生物浆液处于低温条件，巴氏芽孢杆菌和脲酶受低温抑制，降低了尿素的分解速度，使得产生的碳酸根离子数量减少，混合浆液可以自由渗入裂隙岩体缝隙深处而不会在裂隙岩体浅层缝隙发生胶结导致封堵，改善了裂隙岩体的注浆效果。
[0025]3)本专利技术具有一体化特性，菌液罐、胶结液罐和蠕动泵等构成的浆液供给系统置于低温注浆箱体的上箱体，上箱门安装透明有机钢化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.可拓展裂隙岩体微生物低温注浆加固试验装置，其特征在于，包括：低温注浆箱体、浆液供给系统、可拓展裂隙岩体注浆系统、废液回收系统；所述低温注浆箱体内上部安装设置浆液供给系统；所述浆液供给系统下部安装设置可拓展裂隙岩体注浆系统；在可拓展裂隙岩体注浆系统下部安装设置废液回收系统；所述低温注浆箱体包括：箱体、承台、浆液分流管道、合页、上箱门、下箱门、温控器、制冷管；所述箱体内分别设置三阶承台；箱体的上箱门和下箱门分别通过合页与箱体的上箱体和下箱体连接；所述下箱门内侧及下箱体内壁上安装制冷管；在下箱门的内侧安装温控器；所述浆液供给系统包括：菌液罐、胶结液罐、多通道蠕动泵、蠕动泵进液管、总通道阀门；所述胶结液罐连接在菌液罐下方，在胶结液罐下方设置多通道蠕动泵；菌液罐和胶结液罐均通过蠕动泵进液管与多通道蠕动泵的进液口连接；多通道蠕动泵的出液口连接总通道阀门；所述可拓展裂隙岩体注浆系统包括：注浆装置，所述注浆装置包括：注浆顶盖、可拓展试件盒、漏网底盖；所述可拓展试件盒上端连接注浆顶盖，下端连接漏网底盖；所述废液回收系统包括：废液集中漏斗、废液回收槽；所述废液回收槽上端开口连接废液集中漏斗。2.根据权利要求1所述可拓展裂隙岩体微生物低温注浆加固试验装置，其特征在于，所述菌液罐和胶结液罐分别放置于第一层和第二层两个承台上；多通道蠕动泵放置于第三层承台上；所述浆液分流管道的头端与第三承台上的总通道阀门连接，浆液分流管道的尾端分别与注浆装置上的注浆顶盖连接；所述浆液分流管道的尾端为外螺纹接头，注浆顶盖上连接内螺纹接头，浆液分流管道的尾端与注浆装置上的注浆顶盖是通过内、外螺纹接头连接。3.根据权利要求1所述可拓展裂隙岩体微生物低温注浆加固试验装置，其特征在于，所述注浆装置为长方体试件注浆装置，可拓展试件盒为可拓展长方体试件盒，注浆顶盖为方形注浆顶盖。4.根据权利要求1所述可拓展裂隙岩体微生物低温注浆加固试验装置，其特征在于，所述注浆装置为圆柱体试件注浆装置，可拓展试件盒为可拓展圆柱体试件盒，注浆顶盖为圆形注浆顶盖。5.根据权利要求1所述可...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭延辉，刘少迁，毛肖涓，马蕊，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：