針入式的微生物均勻固化砂土制樣裝置及其制樣方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于微生物固化砂土領(lǐng)域，尤其涉及一種針入式的微生物均勻固化砂土制樣裝置及其制樣方法。
【背景技術(shù)】
[0002]將微生物溶液和營(yíng)養(yǎng)液溶液混合可以產(chǎn)生碳酸鈣沉淀，此碳酸鈣沉淀可以加固砂土。目前為了獲得微生物固化的砂土圓柱試樣，有兩種方法:(1)第一種方法是將砂土置于圓柱狀容器中，然后在容器底部交替注入營(yíng)養(yǎng)液和微生物溶液，這種方法的弊端是在砂土圓柱試樣底部的碳酸鈣沉淀多于上部，并且碳酸鈣沉淀容易堵塞試樣底部；(2)第二種方法是將砂土與微生物溶液混合后置于圓柱容器內(nèi)，然后將圓柱容器浸泡在營(yíng)養(yǎng)液中，這種方法的弊端是砂土圓柱試樣表面生成的碳酸鈣沉淀會(huì)阻止?fàn)I養(yǎng)液流入試樣內(nèi)部，試樣內(nèi)部生成的碳酸鈣沉淀較少。以上獲得固化砂土圓柱試樣的不足之處在于砂土固化不均勻。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的砂土固化不均勻問(wèn)題，本發(fā)明提供了針入式的微生物固化砂土圓柱試樣的制作裝置，此裝置將側(cè)邊開孔的毛細(xì)管針刺入砂土圓柱試樣，并且在毛細(xì)管針側(cè)邊圓孔注入細(xì)菌溶液，從而獲得固化較為均勻的砂土圓柱試樣。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案:一種針入式的微生物均勻固化砂土制樣裝置，包括毛細(xì)管針注射裝置、微生物溶液供壓裝置、營(yíng)養(yǎng)液供壓裝置和排出液體收集容器，所述毛細(xì)管針注射裝置、微生物溶液供壓裝置、營(yíng)養(yǎng)液供壓裝置和排出液體收集容器可以拆卸連接，所述毛細(xì)管針注射裝置包含毛細(xì)管針和圓柱狀砂土成型模具，所述圓柱狀砂土成型模具內(nèi)放置砂土試樣，所述毛細(xì)管針刺入砂土試樣并注入微生物溶液，所述微生物溶液供壓裝置包含壓力控制器和溶液隔離裝置，其中壓力控制器注壓至溶液隔離裝置將微生物溶液注入毛細(xì)管針，所述營(yíng)養(yǎng)液供壓裝置包含水栗和營(yíng)養(yǎng)液容器，營(yíng)養(yǎng)液由水栗加壓后從對(duì)開模底部注入砂土試樣，微生物溶液和營(yíng)養(yǎng)液混合后從試樣頂部排出至液體收集容器。
[0005]優(yōu)選地，所述毛細(xì)管針側(cè)邊開孔并刺入砂土試樣，由所述毛細(xì)管針側(cè)孔向砂土試樣注入微生物溶液;毛細(xì)管針側(cè)孔注入的微生物溶液在沙土試樣內(nèi)部和營(yíng)養(yǎng)液混合后生成碳酸鈣沉淀，從而獲得固化較為均勻的砂土圓柱試樣。
[0006]優(yōu)選地，所述圓柱狀砂土成型模具為透明的有機(jī)玻璃對(duì)開模，砂土固化完成后將對(duì)開模中的兩瓣模分開即可得到砂土圓柱試樣。
[0007]本發(fā)明采用的圓柱狀砂土成型模具為透明的有機(jī)玻璃對(duì)開模，此對(duì)開模包含能夠結(jié)合緊密的透明有機(jī)玻璃兩瓣模和緊固圓環(huán)，兩瓣膜結(jié)合后的內(nèi)部腔室為圓柱形，另外用圓環(huán)套住固定此兩瓣膜。
[0008]優(yōu)選地，所述透明的有機(jī)玻璃對(duì)開模有兩種尺寸，一種為外徑尺寸40mm、壁厚1mm、高76mm，另一種為外徑尺寸52_、壁厚1_、高100mm。
[0009]優(yōu)選地，所述毛細(xì)管針長(zhǎng)度為100mm，外徑為3mm，內(nèi)徑為1mm，在針的側(cè)邊每隔5_開一對(duì)直徑為1mm的圓孔。
[0010]優(yōu)選地，所述溶液隔離裝置內(nèi)有兩個(gè)腔室，兩個(gè)腔室用橡皮膜隔開，此橡皮膜可以傳遞兩個(gè)腔室之間的水壓力，其中一個(gè)腔室與壓力控制器相連，另一腔室裝滿微生物溶液并與毛細(xì)管針相連。
[0011]—種針入式的微生物均勻固化砂土制樣裝置的制樣方法:包括下述步驟:
1)先將分開的有機(jī)玻璃對(duì)開模合并，并用圓環(huán)固定，然后用橡膠墊片封住對(duì)開模底部，之后在對(duì)開模中裝入砂試樣，最終用橡膠墊片封住對(duì)開模頂部；
2)將營(yíng)養(yǎng)液容器與水栗用軟管連接，同時(shí)水栗與有機(jī)玻璃對(duì)開模底部用軟管連接，并將液體收集容器和對(duì)開模頂部用軟管連接；
3)營(yíng)養(yǎng)液由水栗加壓后從對(duì)開模底部注入砂土試樣，并從對(duì)開模頂部流出至液體收集容器；
4)溶液隔離裝置內(nèi)的其中一個(gè)腔室注滿水并與壓力控制器連接，同時(shí)另一個(gè)腔室內(nèi)注滿微生物溶液并與毛細(xì)管針連接;然后設(shè)定壓力控制器中的壓力值，這時(shí)腔室中的水接受壓力控制器提供的壓力，并通過(guò)擠壓橡皮膜將壓力傳遞給腔室，從而將腔室5中的微生物溶液注入毛細(xì)管針；
5)微生物溶液從毛細(xì)管針側(cè)孔注入砂土試樣后與營(yíng)養(yǎng)液混合，從而產(chǎn)生碳酸鈣沉淀加固砂土試樣。
[0012]本發(fā)明的有益效果:1.側(cè)邊帶孔的毛細(xì)管針刺入砂土試樣并注入微生物溶液，使得砂土圓柱試樣固化的較為均勻；2.將對(duì)開模的兩瓣膜分開，即可取出固化后的砂土圓柱試樣，因此固化后的試樣取出方便，對(duì)試樣擾動(dòng)小。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的側(cè)邊帶孔的毛細(xì)管針示意圖；
圖3對(duì)開模中的兩瓣膜合并時(shí)側(cè)視圖；
圖4對(duì)開模中的兩瓣膜合并時(shí)俯視圖；
圖5對(duì)開模中的兩瓣膜分開時(shí)俯視圖；
圖6對(duì)開模中的兩瓣膜起固定作用的圓環(huán)示意圖
圖中1.壓力控制器，2.溶液隔離裝置，3.橡皮膜，4.與壓力控制器相連的腔室，5.充滿微生物溶液并與毛細(xì)管針相連的腔室，6.有機(jī)玻璃對(duì)開模，7.毛細(xì)管針，8.水栗，9.營(yíng)養(yǎng)液容器，10.液體收集容器。
【具體實(shí)施方式】
[0014]為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)新特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0015]如圖1所示，一種針入式的微生物固化砂土圓柱試樣制作裝置，包括毛細(xì)管針注射裝置、微生物溶液供壓裝置、營(yíng)養(yǎng)液供壓裝置和液體收集容器。所述毛細(xì)管針注射裝置由透明的有機(jī)玻璃對(duì)開模6和側(cè)壁開圓孔的毛細(xì)管針7構(gòu)成，有機(jī)玻璃對(duì)開模6內(nèi)放置砂土試樣。所述微生物溶液供壓裝置包含壓力控制器1和