一种自流式微生物多孔注浆实验装置的制作方法

1.本实用新型属于岩土工程技术领域，涉及一种自流式微生物多孔注浆实验装置。


背景技术：

2.在工程建设中，地基承载力关系着整个工程的质量安全，是着重考虑的关键。当地基不能满足地面建、构筑物的承载要求时，通常是对地基进行加固处理，常规的加固方法有物理方法和化学方法。物理方法是通过提高土体的密实度来提高强度，如换土垫层、强夯、挤密压实等，缺点是机械施工需要消耗大量的能源，同时产生噪声污染；化学方法则会对环境产生一定影响，水泥、石灰等易导致土体碱性化，多数化学浆材都是有毒的。
3.微生物加固方法作为一种新兴的地基处理技术，逐渐受到重视并得以迅速发展，而应用最广泛的微生物方法之一就是微生物诱导生成碳酸钙，微生物在一定环境条件下产生脲酶，与土壤中的尿素、ca
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结合，生成碳酸钙沉淀，填充胶结土体孔隙，改变土体的物理力学及工程性质。相较于常规的物理方法和化学方法，微生物方法对土体的扰动小、对环境的影响小。
4.目前，常通过开展模型实验，深入分析微生物诱导生成碳酸钙的技术特点和评价加固效果，但是，现有实验装置在注浆时往往仅在有限的注射点局部聚集生成胶结沉淀，菌液渗入范围有限，难以大面积进入土体内部，导致生成的碳酸钙沉淀不均匀，仅在局部改善了土样的物理力学性能，对整体承载力的提升并不显著，加固效果不佳。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种自流式微生物多孔注浆实验装置，解决了现有技术中注浆面积小，菌液渗入范围有限、难以整体加固土体的问题。
6.本实用新型所采用的技术方案是一种自流式微生物多孔注浆实验装置，包括第一注浆环管和第二注浆环管，第一注浆环管和第二注浆环管的一端通过第一转换接头连通，第一注浆环管和第二注浆环管的另一端通过第二转换接头连通，第一注浆环管、第二注浆环管、注浆直管上设置多个注浆孔，第一注浆环管和第二注浆环管呈椭圆形；第一转换接头和第二转换接头之间连通有注浆直管；第一转换接头的上方连通有进浆导管，第二转换接头的下方连通有出浆导管；进浆导管、第一注浆环管、第二注浆环管、注浆直管、出浆导管组成的结构处于竖直面且形成通路，出浆导管固定于土样槽上，出浆导管连接废液容器。
7.本实用新型的特点还在于：
8.第一转换接头有四个承插接口，分别连接进浆导管、第一注浆环管、第二注浆环管、注浆直管；进浆导管、注浆直管竖直设置；承插接口的直径与形状分别与相应连接管段匹配。
9.第二转换接头有四个承插接口，分别连接出浆导管、第一注浆环管、第二注浆环管、注浆直管；注浆直、出浆导管竖直设置；承插接口的直径与形状分别与相应连接管段匹配。
10.注浆直管靠近第一转换接头的一端设置有进浆阀门，进浆阀门的尺寸和形状与注浆直管相匹配。
11.出浆导管靠近第二转换接头的一端设置有出浆阀门，出浆阀门的尺寸和形状与出浆导管相匹配。
12.注浆孔分别设置在注浆直管、第一注浆环管、第二注浆环管的管壁两侧，呈等间隔分布，孔径20-40mm，孔壁伸出20-50mm。
13.进浆导管的一端呈倒锥形结构，另一端连通第一转换接头。
14.进浆导管、第一注浆环管、第二注浆环管、注浆直管、出浆导管是直径为50-80mm的管材。
15.进浆导管、第一注浆环管、第二注浆环管、注浆直管、出浆导管为透明有机玻璃材质。
16.本实用新型的自流式微生物多孔注浆实验装置通过第一注浆环管、第二注浆环管、注浆直管、进浆阀门、出浆阀门、注浆孔的优化设置，解决了常规实验装置菌液渗入范围有限、胶结反应不均匀、土样整体加固效果不佳的问题，有效提高了菌液利用率；同时，可实现土样不同位置注浆时序的控制，并且注浆过程依靠菌液重力自流，不产生能耗。
附图说明
17.图1是本实用新型一种自流式微生物多孔注浆实验装置的结构示意图；
18.图2是本实用新型一种自流式微生物多孔注浆实验装置的第一转换接头的连接示意图；
19.图3是本实用新型一种自流式微生物多孔注浆实验装置的第二转换接头的连接示意图。
20.图中，1.进浆导管，2.第一注浆环管，3.第二注浆环管，4.注浆直管，5.出浆导管，6.进浆阀门，7.出浆阀门，8.第一转换接头，9.第二转换接头，10.注浆孔，11.土样槽，12.废液容器。
具体实施方式
21.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
22.本实用新型一种自流式微生物多孔注浆实验装置，如图1所示。包括进浆导管1、第一注浆导管2、第二注浆导管3、注浆直管4、出浆导管5、进浆阀门6、出浆阀门7、第一转换接头8、第二转换接头9、注浆孔10、土样槽11、废液容器12。
23.进浆导管1一端为倒锥形注浆口，一端连接第一转换接头8，直径为50-80mm，透明有机玻璃材质；第一注浆环管2一端连接第一转换接头8，一端连接第二转换接头9，环管直径为50-80mm，透明有机玻璃材质；第二注浆环管3一端连接第一转换接头8，一端连接第二转换接头9，环管直径为50-80mm，透明有机玻璃材质；注浆直管4一端连接第一转换接头8，一端连接第二转换接头9，直径为50-80mm，透明有机玻璃材质；出浆导管5一端连接第二转换接头9，一端穿过土样槽11预留孔连接废液容器12，直径为50-80mm，透明有机玻璃材质。
24.如图2所示，第一转换接头8有四个承插接口，分别连接进浆导管1、第一注浆环管2、第二注浆环管3、注浆直管4。其中，注浆直管4、进浆导管1处于竖直面。接缝用防水胶圈密
封，承插接口的直径与形状分别与相应连接管段匹配。
25.如图3所示，第二转换接头9有四个承插接口，分别连接出浆导管5、第一注浆环管2、第二注浆环管3、注浆直管4。其中，注浆直管4、出浆导管5处于竖直面。接缝用防水胶圈密封，承插接口的直径与形状分别与相应连接管段匹配。
26.进浆阀门6设置在注浆直管4靠近第一转换接头8的一端，阀门尺寸和形状与注浆直管相匹配，通过旋钮开关完成开闭；出浆阀门7设置在出浆导管5靠近第二转换接头9的一端，阀门尺寸和形状与出浆导管相匹配，通过旋钮开关完成开闭；注浆孔分别设置在注浆直管4(进浆阀门6与第二转换接头9之间的区域)、第一注浆环管2、第二注浆环管3的管壁两侧呈等间隔分布，孔径20-40mm，孔壁伸出20-50mm，菌液可以均匀流出。
27.第一注浆环管2和第二注浆环管3呈椭圆形，进浆导管1、第一注浆环管2、第二注浆环管3、注浆直管4、出浆导管5组成的结构处于竖直面且为通路状态，可以使菌液在管道内流动。
28.注浆孔10伸出孔壁20-50mm，在实际使用时可以根据注浆设计方案，调整注浆孔10的伸出距离，从而调节环管两侧的注浆距离，使菌液可以注入环管两侧不同范围的土体。
29.本实用新型的自流式微生物多孔注浆实验装置通过注浆直管4及其两侧注浆孔10使菌液注入土样中部区域，通过第一注浆环管2、第二注浆环管3及其两侧的注浆孔10使菌液注入土样周边区域，注浆点多面广，可使土体得到整体加固，解决了现有技术中注浆面积小，菌液渗入范围有限、难以整体加固土体的问题。
30.本实用新型的自流式微生物多孔注浆实验装置，其具体操作的步骤如下：
31.步骤1：分别将进浆导管1、注浆直管4、第一注浆环管2、第二注浆环管3的一端插入第一转换接头8，接缝用防水胶圈密封；
32.步骤2：将出浆导管5穿过土样槽11的预留孔，一端插入第二转换接头9，接缝用防水胶圈密封，一端连接废液容器12；
33.步骤3：分别将注浆直管4、第一注浆环管2、第二注浆环管3的另一端插入第二转换接头9，接缝用防水胶圈密封；
34.步骤4：通过旋钮开关，打开进浆阀门6，关闭出浆阀门7，将菌液倒入进浆导管1的倒锥形注浆口，菌液进入注浆直管4，在重力作用下从直管两侧注浆孔10进入土体中部区域；根据注浆流量和时长，打开出浆阀门7，溢出菌液从出浆导管5流入废液容器12；
35.步骤5：通过旋钮开关，关闭进浆阀门6，关闭出浆阀门7，将菌液倒入进浆导管1的倒锥形注浆口，菌液进入第一注浆环管2和第二注浆环管3，在重力作用下从环管两侧注浆孔10进入土体周边区域；根据注浆流量和时长，打开出浆阀门7，溢出菌液从出浆导管5流入废液容器12。
36.本实用新型通过第一注浆环管2、第二注浆环管3、注浆直管4、进浆阀门6、出浆阀门7、注浆孔10的优化设置，解决了常规实验装置菌液渗入范围有限、胶结反应不均匀、土样整体加固效果不佳的问题，有效提高了菌液利用率；同时，可实现土样不同位置注浆时序的控制，并且注浆过程依靠菌液重力自流，不产生能耗。