一种用于微生物水泥横向灌浆的试验装置和试验方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于微生物水泥横向灌浆的试验装置，包括注入系统、灌浆系统和排出系统；灌浆系统包括灌浆筒，灌浆筒设有封闭底盖和顶盖，在灌浆筒内设有注浆管和试样筒，在注浆管的侧壁上满布有多个注浆孔，在试样筒的侧壁上满布有多个出浆孔；在注浆管和试样筒之间形成有环形试样室，在试样筒和灌浆筒之间形成有环形出浆室；在顶盖与环形试样室相对的部位设有出气孔；注浆管的入口通过注浆阀门与注入系统的出口连接，出浆室的底部出口通过排浆阀门与排出系统的入口连接。本发明还公开了上述试验装置的使用方法。本发明能够提高浆液在试样中的空间均匀性，防止浆液堵塞注浆孔。
【专利说明】
一种用于微生物水泥横向灌浆的试验装置和试验方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种灌浆试验装置及试验方法，特别是涉及一种用于微生物水泥横向灌浆的试验装置和试验方法。
【背景技术】
[0002]近年来，微生物诱导产生碳酸钙技术(MICP)得到了广泛的研究。微生物水泥因具有流动性好、灌浆压力小，强度可控、胶结时间可控、副产物少以及绿色环保等优点，被认为是一种有较大发展潜力的灌浆材料。目前对微生物水泥灌浆的研究主要在试验室内，灌浆的方法是将微生物或胶结溶液注入松散砂土，而灌浆的方向主要有自上而下和自下而上两种方式。采用这两种方式进行灌浆时，一个显著的问题是产生的胶结物质在砂土中的分布不均匀，并且随着灌浆的进行，在浆液的注入口处易产生堵塞现象，造成浆液不能继续渗入砂土试样。
[0003]综上所述，在采用纵向方式进行微生物灌浆时，产生的碳酸钙沉淀易在注浆口处聚集，从而导致入口处的渗透性降低较快，阻止浆液的继续渗入，造成了胶结砂柱的不均匀。
【发明内容】
[0004]本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种用于微生物水泥横向灌浆的试验装置和试验方法，采用该试验装置和试验方法能够提高浆液在试样中的空间均匀性，防止浆液堵塞注浆孔。
[0005]本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的一个技术方案是:一种用于微生物水泥横向灌浆的试验装置，包括注入系统、灌浆系统和排出系统;所述灌浆系统包括灌浆筒，所述灌浆筒设有封闭底盖和顶盖，在所述灌浆筒内设有注浆管和试样筒，所述注浆管和所述试样筒的上端固接在所述顶盖上，所述注浆管和所述试样筒的下端固接在所述底盖上，所述灌浆筒、所述注浆管和所述试样筒同轴设置，在所述注浆管的侧壁上满布有多个注浆孔，在所述试样筒的侧壁上满布有多个出浆孔;在所述注浆管和所述试样筒之间形成有环形试样室，在所述试样筒和所述灌浆筒之间形成有环形出浆室;在所述顶盖与所述环形试样室相对的部位设有出气孔;所述注浆管的入口通过注浆阀门与所述注入系统的出口连接，所述出浆室的底部出口通过排浆阀门与所述排出系统的入口连接。
[0006]在所述试样筒的侧壁内侧衬有一层纱布。
[0007]所述注入系统包括储浆池、注浆软管和吸入栗，所述注浆软管的入口与所述储浆池相连，所述注浆软管的出口与所述注浆阀门的入口相连，所述吸入栗设置在所述注浆软管上。
[0008]所述排出系统包括盛液池、排浆软管和排出栗，所述排浆软管的入口与所述排浆阀门的出口相连，所述排浆软管的出口与所述盛液池相连，所述排出栗设置在所述排浆软管上。
[0009]所述吸入栗米用婦动栗。
[0010]所述排出栗采用蠕动栗。
[0011]本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的另一个技术方案是:一种采用上述试验装置进行微生物水泥横向灌浆试验的方法，包括以下步骤:
[0012]一)关闭排浆阀门，打开注浆阀门，然后启动注入系统向注浆管内注入灌浆液体，直至出浆室内充满液体；
[0013]二)打开排浆阀门，启动排出系统，并控制所述排出系统的排浆流速与所述注入系统的注浆流速一致。
[0014]本发明具有的优点和积极效果是:放置在试样室内的待灌浆材料通过贯穿试样室的注浆管实现了横向注浆，由于砂土的横向渗透系数高于纵向渗透系数，与传统的纵向灌浆相比，本发明能够使浆液在试件内部均匀稳定地沿横向流动，获得胶结物质更加均匀的砂土试样，提高灌浆试样的各项物理力学性能，且能够有效避免注浆口堵塞的问题。同时本发明的横向灌浆方式与实际的灌浆过程更加贴合，有助于推广应用。并且本发明结构简单，易于设计，便于操作。
【附图说明】
[0015]图1为本发明用于微生物水泥横向灌浆的试验装置的结构示意图；
[0016]图2为图1的A-A剖示图；
[0017]图3为本发明用于微生物水泥横向灌浆的试验装置的顶盖结构示意图。
[0018]图中:1、储浆池，2、吸入栗，3、注浆软管，4、注浆阀门，5、顶盖，6、注浆管，7、试样筒，8、灌浆筒，9、排楽阀门，10、底盖，11、排出栗，12、排浆软管，13、盛液池，14、出气孔。
【具体实施方式】
[0019]为能进一步了解本发明的
【发明内容】
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下:
[0020]请参阅图1?图3，一种用于微生物水泥横向灌浆的试验装置，包括注入系统、灌浆系统和排出系统。
[0021]所述灌浆系统包括灌浆筒8，所述灌浆筒8设有封闭底盖10和顶盖5，在所述灌浆筒8内设有注浆管6和试样筒7，所述注浆管6和所述试样筒7的上端固接在所述顶盖5上，所述注浆管6和所述试样筒7的下端固接在所述底盖10上，在本实施例中，所述注浆管6和所述试样筒7的上端以及所述注浆管6和所述试样筒7的下端均设有法兰，所述注浆管6和所述试样筒7上端的法兰以及所述注浆管6和所述试样筒7下端的法兰通过螺栓与所述底盖10和所述顶盖5连接，方便拆卸。所述灌浆筒8、所述注浆管6和所述试样筒7同轴设置，在所述注浆管6的侧壁上满布有多个注浆孔，在所述试样筒7的侧壁上满布有多个出浆孔;在所述注浆管6和所述试样筒7之间形成有环形试样室，在所述试样筒7和所述灌浆筒8之间形成有环形出浆室;在所述顶盖5与所述环形试样室相对的部位设有出气孔14;所述注浆管6的入口通过注浆阀门4与所述注入系统的出口连接，所述出浆室的底部出口通过排浆阀门9与所述排出系统的入口连接。
[0022]所述试样室用于放置待灌浆材料，可为砂子或土体等。
[0023]在本实施例中，在所述试样筒7的侧壁内侧衬有一层纱布，以防止试样室内的砂子或土体等渗出，堵塞出浆孔。所述注入系统包括储浆池1、注浆软管3和吸入栗2，所述注浆软管3的入口与所述储浆池I相连，所述注浆软管3的出口与所述注浆阀门4的入口相连，所述吸入栗2设置在所述注浆软管3上。所述排出系统包括盛液池13、排浆软管12和排出栗11，所述排浆软管12的入口与所述排浆阀门9的出口相连，所述排浆软管12的出口与所述盛液池13相连，所述排出栗11设置在所述排浆软管12上。所述吸入栗2采用蠕动栗。所述排出栗11也米用纟需动栗。
[0024]采用上述试验装置进行微生物水泥横向灌浆试验的方法，包括以下步骤:
[0025]一)关闭排浆阀门9，打开注浆阀门4，然后启动注入系统向注浆管6内注入灌浆液体，直至出浆室内充满液体；
[0026]二)打开排浆阀门9，启动排出系统，并控制所述排出系统的排浆流速与所述注入系统的注浆流速一致。
[0027]通过上述方法，即可实现灌浆液体在待灌浆材料中的横向流动，实现横向灌浆渗透。
[0028]本发明应用原理:在堆积状态下，砂土的横向渗透系数高于其纵向渗透系数，所以在横向灌浆的方式下，浆液能够更好地渗入砂土中，从而形成更加均匀的胶结试样。
[0029]尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的【具体实施方式】，上述的【具体实施方式】仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围的情况下，还可以作出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种用于微生物水泥横向灌浆的试验装置，包括注入系统、灌浆系统和排出系统;其特征在于，所述灌浆系统包括灌浆筒，所述灌浆筒设有封闭底盖和顶盖，在所述灌浆筒内设有注浆管和试样筒，所述注浆管和所述试样筒的上端固接在所述顶盖上，所述注浆管和所述试样筒的下端固接在所述底盖上，所述灌浆筒、所述注浆管和所述试样筒同轴设置，在所述注浆管的侧壁上满布有多个注浆孔，在所述试样筒的侧壁上满布有多个出浆孔;在所述注浆管和所述试样筒之间形成有环形试样室，在所述试样筒和所述灌浆筒之间形成有环形出浆室;在所述顶盖与所述环形试样室相对的部位设有出气孔;所述注浆管的入口通过注浆阀门与所述注入系统的出口连接，所述出浆室的底部出口通过排浆阀门与所述排出系统的入口连接。2.根据权利要求1所述的用于微生物水泥横向灌浆的试验装置，其特征在于，在所述试样筒的侧壁内侧衬有一层纱布。3.根据权利要求1所述的用于微生物水泥横向灌浆的试验装置，其特征在于，所述注入系统包括储浆池、注浆软管和吸入栗，所述注浆软管的入口与所述储浆池相连，所述注浆软管的出口与所述注浆阀门的入口相连，所述吸入栗设置在所述注浆软管上。4.根据权利要求1所述的用于微生物水泥横向灌浆的试验装置，其特征在于，所述排出系统包括盛液池、排楽软管和排出栗，所述排楽软管的入口与所述排浆阀门的出口相连，所述排浆软管的出口与所述盛液池相连，所述排出栗设置在所述排浆软管上。5.根据权利要求3所述的用于微生物水泥横向灌浆的试验装置，其特征在于，所述吸入栗米用婦动栗。6.根据权利要求4所述的用于微生物水泥横向灌浆的试验装置，其特征在于，所述排出栗米用婦动栗。7.—种采用如权利要求1所述的试验装置进行微生物水泥横向灌浆试验的方法，其特征在于，包括以下步骤: 一)关闭排浆阀门，打开注浆阀门，然后启动注入系统向注浆管内注入灌浆液体，直至出浆室内充满液体； 二)打开排浆阀门，启动排出系统，并控制所述排出系统的排浆流速与所述注入系统的注浆流速一致。
【文档编号】G01N33/38GK105842430SQ201610383917
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年6月2日
【发明人】徐宏殷, 闫玥, 唐阳, 练继建, 王昶力, 贺小青, 吴昊潼, 车振宁
【申请人】天津大学