一种砂土胶结实验装置

1.本实用新型涉及实验装置的技术领域，特别是涉及一种砂土胶结实验装置。


背景技术：

2.随着我国人口的增长和社会的发展，对建设用地的需求不断增大。而我国的可耕地面积越来越少，沙漠是一块潜在的利用土地。治理沙漠，则先要解决砂土固化的问题，砂土固化就是利用巴氏芽孢杆菌等细菌溶液和其他的反应溶液将砂土胶结，砂土胶结不仅能防风固砂的沙漠治理领域、也能加固软弱地基、防治砂土液化、稳定路堤边坡和防治土体侵蚀等各个领域，因此研究砂土胶结显得十分重要。现有砂土胶结实验装置在实验的过程中易受其他细菌的影响，也难以控制细菌溶液和其他的反应溶液的注入量和注入速度，容易导致试验结果失败。


技术实现要素：

3.针对现有技术中存在的技术问题，本实用新型的目的是：提供一种砂土胶结实验装置，本实用新型可以确保实验在无菌的条件下进行，也可以掌握砂土胶结所需要的各种溶液的注入量和注入速度，提高砂土胶结实验装置的准确性。
4.为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
5.一种砂土胶结实验装置，包括具有保温腔的恒温箱、具有通孔的储砂件、第一透水石、第二透水石、用于输送细菌溶液的第一泵体、用于输送氯化钙溶液的第二泵体，以及用于输送尿素溶液的第三泵体；所述保温腔内设有输液通道，所述第一泵体、所述第二泵体、所述第三泵体分别具有与所述输液通道的上游连通的出液端，所述第一透水石、所述储砂件、所述第二透水石沿着所述输液通道依次布设且均位于所述输液通道的下游，所述通孔具有第一孔口和第二孔口，所述第一透水石覆盖所述第一孔口，所述第二透水石覆盖所述第二孔口，所述第一透水石、所述第二透水石、所述通孔的内壁共同形成用于存储干燥砂土的密封腔。
6.进一步的是，砂土胶结实验装置还包括放置在所述保温腔内并用于回收废料的回收皿；所述回收皿位于所述第二透水石的下方。
7.进一步的是，砂土胶结实验装置还包括用于烘干砂土的烘干机。
8.进一步的是，所述储砂件为透明管，所述通孔的内壁上涂抹有凡士林。
9.进一步的是，砂土胶结实验装置还包括用于存储细菌溶液的第一灌体、连通所述第一灌体和所述输液通道的第一输送管、用于存储氯化钙溶液的第二灌体、连通所述第二灌体和所述输液通道的第二输送管、用于存储尿素溶液的第三灌体，以及连通所述第三灌体和所述输液通道的第三输送管；所述第一泵体安装在所述第一输送管上，所述第二泵体安装在所述第二输送管上，所述第三泵体安装在所述第三输送管上。
10.进一步的是，所述第一输送管上安装有第一阀体，所述第二输送管上安装有第二阀体，所述第三输送管上安装有第三阀体。
11.进一步的是，砂土胶结实验装置还包括用于放置在所述第一透水石与存储在所述密封腔的干燥砂土之间的第一灭菌纱布和用于放置在所述第二透水石与存储在所述密封腔的干燥砂土之间的第二灭菌纱布。
12.进一步的是，所述第一灭菌纱布和所述第二灭菌纱布分别有多层。
13.进一步的是，砂土胶结实验装置还包括温度传感器；所述温度传感器位于所述第二灭菌纱布与所述第二透水石之间。
14.进一步的是，砂土胶结实验装置还包括安装在所述恒温箱上的温度显示器；所述温度显示器与所述温度传感器电性连接。
15.本实用新型与现有技术相比，其有益效果在于：本实用新型的储砂件放在恒温箱内，需要胶结的砂土密封在储砂件，可以确保实验在无菌且最适宜的条件下进行。本实用新型的可以通过第一泵体、第二泵体、第三泵体掌握细菌溶液、氯化钙溶液、输送尿素溶液的注入量和注入速度，通过观察砂土的胶结过程探究砂土胶结的最适宜浓度，提高砂土胶结实验装置的准确性。
附图说明
16.图1是砂土胶结实验装置的结构示意图；
17.图2是储砂件、第一透水石、第二透水石、第一灭菌纱布、第二灭菌纱布、温度传感器的结构示意图。
18.图中，1、恒温箱；2、储砂件；3、第一透水石；4、第二透水石；5、第一泵体；6、第二泵体；7、第三泵体；8、回收皿；9、第一灌体；10、第二灌体；11、第三灌体；12、第一输送管；13、第二输送管；14、第三输送管；15、第一阀体；16、第二阀体；17、第三阀体；18、温度传感器；19、第一流量计；20、第二流量计；21、第三流量计；22、温度显示器；23、第一灭菌纱布；24、第二灭菌纱布；100、保温腔；200、密封腔。
具体实施方式
19.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
20.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
21.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“连通”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
22.在实用新型的描述中，需要理解的是，实用新型中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分
开。例如，在不脱离实用新型范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。
23.为叙述方便，除另有说明外，下文所说的上下方向与图1本身的上下方向一致。
24.如图1至图2所示，本实施例提供一种砂土胶结实验装置，包括具有保温腔100的恒温箱1、具有通孔的储砂件2、第一透水石3、第二透水石4、用于输送细菌溶液的第一泵体5、用于输送氯化钙溶液的第二泵体6，以及用于输送尿素溶液的第三泵体7。恒温箱1的保温腔100能够保持温度稳定，储砂件2放置在保温腔100内，保证细菌溶液的细菌在做合适的温度与砂土进行反应，也能避免杂菌的污染。细菌溶液为巴氏芽孢杆菌等用于砂土胶结的细菌溶液。通孔从上往下贯穿储砂件2。保温腔100内具有输液通道，输液通道为保温腔100内细菌溶液、氯化钙溶液、尿素溶液等流动的空间路径，输液通道从上往下延伸。第一泵体5、第二泵体6、第三泵体7均位于恒温箱1外，第一泵体5、第二泵体6、第三泵体7分别具有与输液通道的上游连通的出液端。第一泵体5将细菌溶液输送到第一透水石3的上端面，第二泵体6将氯化钙溶液输送到第一透水石3的上端面，第三泵体7将尿素溶液输送到第一透水石3的上端面。第一透水石3、储砂件2、第二透水石4沿着输液通道依次布设且均位于输液通道的下游，第一透水石3、储砂件2、第二透水石4从上往下依次排列。通孔具有第一孔口和第二孔口，第一透水石3覆盖第一孔口，第二透水石4覆盖第二孔口，第一透水石3、第二透水石4、通孔的内壁共同形成用于存储干燥砂土的密封腔200。砂土经过干燥之后形成干燥砂土，干燥砂土放在密封腔200内，第一透水石3抵接在干燥砂土的上方，第二透水石4抵接在干燥砂土的下方。细菌溶液、氯化钙溶液、尿素溶液从第一透水石3的上表面渗透到密封腔200内的干燥砂土上，使得干燥砂土胶结，多余的细菌溶液、氯化钙溶液、尿素溶液从第二透水石4的上表面渗透第二透水石4并流出。
25.输送细菌溶液、氯化钙溶液、尿素溶液的过程中，实验者可以根据需求分别控制独立的第一泵体5、第二泵体6、第三泵体7来分别控制细菌溶液、氯化钙溶液、尿素溶液的注入量(浓度)和注入速度。实验者能够观察不同注入量(浓度)的细菌溶液、氯化钙溶液、尿素溶液时，砂土胶结的效果，提高砂土胶结实验装置的准确性。
26.具体的，在一个实施例中，砂土胶结实验装置还包括放置在保温腔100内并用于回收废料的回收皿8；回收皿8位于第二透水石4的下方。回收皿8可以回收反应过的且细菌溶液、氯化钙溶液、尿素溶液，细菌溶液、氯化钙溶液、尿素溶液从第二透水石4渗透流出落到回收皿8内，避免反应后的废料污染环境。
27.具体的，在一个实施例中，砂土胶结实验装置还包括用于烘干砂土的烘干机。采集的砂土一般具有水分和细菌，烘干机可以将采集的砂土中的水分和细菌去除，防止水分影响细菌溶液、氯化钙溶液、尿素溶液的浓度，也防止细菌影响砂土胶结的效果。
28.具体的，在一个实施例中，储砂件2为透明管，透明管能很好地观察不同温度或溶液浓度的情况下砂土胶结的效果。第一透水石3和第二透水石4均呈圆盘状，第一透水石3和第二透水石4的直径均为39.1mm,第一透水石3和第二透水石4轴线方向的长度为5mm。储砂件2的高度为110mm，储砂件2的直径为46mm，通孔的直径为40mm,第一透水石3与通孔的内壁之间的间隙、第二透水石4与通孔的内壁之间的间隙可以通过灭菌纱布填充。
29.通孔的内壁上涂抹有凡士林，凡士林使得砂土不容易粘连在通孔的内壁。
30.具体的，在一个实施例中，砂土胶结实验装置还包括用于存储细菌溶液的第一灌
体9、连通第一灌体9和输液通道的第一输送管12、用于存储氯化钙溶液的第二灌体10、连通第二灌体10和输液通道的第二输送管13、用于存储尿素溶液的第三灌体11，以及连通第三灌体11和输液通道的第三输送管14；第一泵体5安装在第一输送管12上，第二泵体6安装在第二输送管13上，第三泵体7安装在第三输送管14上。第一泵体5将第一灌体9内的细菌溶液通过第一输送管12输送到第一透水石3的上；第一输送管12的管口位于第一透水石3上，第二泵体6将第二灌体10内的氯化钙溶液通过第二输送管13输送到第一透水石3的上，第二输送管13的管口位于第一透水石3上；第三泵体7将第三灌体11内的尿素溶液通过第三输送管14输送到第一透水石3的上，第三输送管14的管口位于第一透水石3上。
31.具体的，在一个实施例中，第一输送管12上安装有第一阀体15，第二输送管13上安装有第二阀体16，第三输送管14上安装有第三阀体17。
32.具体的，在一个实施例中，砂土胶结实验装置还包括用于放置在第一透水石3与存储在密封腔200的干燥砂土之间的第一灭菌纱布23和用于放置在第二透水石4与存储在密封腔200的干燥砂土之间的第二灭菌纱布24。杂菌容易污染密封腔200内的砂土的底部与顶部，通过第一灭菌纱布23和第二灭菌纱布24分别铺设在砂土的底部与顶部，达到隔绝和杀死杂菌的目的。
33.具体的，在一个实施例中，第一灭菌纱布23和第二灭菌纱布24分别有多层。本实施例中，第一灭菌纱布23和第二灭菌纱布24的层数为三层，提高隔绝和杀死杂菌的效果。
34.具体的，在一个实施例中，砂土胶结实验装置还包括温度传感器18；温度传感器18位于第二灭菌纱布24与第二透水石4之间。温度传感器18可以感应砂土胶结的实时温度，实验者通过读取温度传感器18的数据得到砂土胶结的实时温度，从而可以得到砂土胶结的最佳温度。
35.具体的，在一个实施例中，砂土胶结实验装置还包括安装在恒温箱1上的温度显示器22；温度显示器22与温度传感器18电性连接。温度显示器22便于实验者实时观察砂土胶结的实时温度。
36.具体的，在一个实施例中，砂土胶结实验装置还包括安装在第一输送管12上的第一流量计19、安装在第二输送管13上的第二流量计20、安装在第三输送管14上的第三流量计21。第一流量计19、第二流量计20、第三流量计21分别监控第一输送管12、第二输送管13、第三输送管14的溶液流量，从而便于实验者进一步精确控制溶液的注入量。
37.本实用新型的工作原理：实验前，先把砂土放在烘干机中以300℃烘干30min，保证砂土为干砂土，烘干机也可以杀死砂土中的微生物。然后称量干燥后的砂土并记录重量m1。紧接着戴上橡胶手套，先在储砂件的通孔的内壁涂抹一层凡士林，然后在储砂件的第二孔口安装在上第二透水石、第二灭菌纱布，然后把经过烘干的砂土放进通孔，来回震荡。最后称量剩下的砂土的质量记为m2,得到放在储砂件的砂土的重量为m1-m2。然后在储砂件的第一孔口安装上第一灭菌纱布和第一透水石，紧接着把第一输送管、第二输送管、第三输送管的管口固定在第一透水石的上方，第一输送管、第二输送管、第三输送管、储砂件等可以采用铁架台固定。最后恒温箱设定一定的温度，然后输送氯化钙溶液、尿素溶液、细菌溶液，并观察砂子的胶结情况。
38.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改
进和替换也应视为本实用新型的保护范围。