【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及土木工程，更为具体地，涉及一种微生物固化土的渗透试验装置及方法。
技术介绍
1、micp技术，即微生物诱导碳酸钙沉积技术，是一种常见的生物诱导矿化反应过程，实质是利用自然界中某类细菌，其新陈代谢可产生分解尿素的脲酶，尿素分解后产生的碳酸根离子与自然界游离的金属阳离子结合生成胶凝晶体的过程。应用于古建筑文物的砖石裂缝修复、建筑地基加固、边坡防护及油田、坝基渗透性控制等诸多领域。
2、目前在应用micp技术探究微生物固化土的性质时，微生物固化土的渗透试验方法有表面喷涂法和浸泡法等，但在从其渗透结果来看，针对反应生成的胶凝晶体均匀分布和对固化土强度提高有良好效果存在一定的困难。由于土颗粒相互之间排布紧密，孔隙呈现复杂化、多样化，传统的渗透试验装置，针对探讨微生物固化土的性质，效率和速率不是很高。主要表现为以下几个问题：
3、在应用喷涂法和浸泡法时，最主要的一个问题是渗透过程人为操作较多，自动化程度低，并且菌体易受到污染，造成试验结果不精确、效果差和易失误等问题；在应用micp技术对坝基渗透性进行控制时，由于堤坝的形状稍有复杂，没有特定的试样盛装器，一般采用喷涂法进行渗透，但采用喷涂法会出现渗透不彻底、不均匀，会存在固化强度较低的部分，达不到理想的固化效果，并且耗用时间长；在应用micp技术对固化土的力学性质进行研究时，采用表面喷涂法会出现菌液和胶结溶液渗透不均匀，使得生成的碳酸钙或其他胶结晶体在试样中分布不均匀，极大地影响了固化土的力学性质；在应用micp技术对固化土的力学性质进行研究时，大多数装
技术实现思路
1、基于以上现有的应用micp技术探究微生物固化土的性质实验的现状，本专利技术提供一种微生物固化土的渗透试验装置及方法，用以克服现有技术中存在的至少一个技术问题。
2、本专利技术提供一种微生物固化土的渗透试验装置，包括：液体泵送机构、试样渗透机构和试样监测机构；其中，
3、所述液体泵送机构包括液体盛装容器、设置在所述液体盛装容器顶部的第一密封结构、底端穿过所述第一密封结构设置在所述液体盛装容器内部的第一导管、与所述第一导管的顶端连接的第一连接管和设置在所述第一连接管上的泵送结构；
4、所述试样渗透机构包括试样盛装内芯、设置在所述试样盛装内芯顶部的第二密封结构、底端穿过所述第二密封结构设置在所述试样盛装内芯内部上方的第二导管和与所述第二导管连接的第二连接管；在所述试样盛装内芯的底端设置有与所述第一连接管连接的渗透液入口；在所述第二连接管上设置有液体导通控制件；在所述试样盛装内芯的外侧壁上设置有液体测量结构和液体液面透明观测口；
5、所述试样监测机构包括孔隙检测机构和电阻率监测机构；其中，
6、所述孔隙检测机构包括液体容器、设置在所述液体容器顶部的第三密封结构、底端穿过所述第三密封结构设置在所述液体容器内部的第三导管和第四导管、以及与所述第四导管连接的液体测量容器；所述第三导管与所述第二连接管连接；所述第三导管的底端位于所述液体容器的内部上方，所述第四导管的底端位于所述液体容器的内部的下方；
7、所述电阻率监测机构包括布设在试样盛装内芯的外部的电极和与所述电极连接的分析显示设备。
8、此外，优选的方案是，在所述试样盛装内芯的内部顶端设置有透水石层；所述透水石层位于试样的上方。
9、此外，优选的方案是，在所述试样盛装内芯的内部底端设置有缓冲吸水层；所述缓冲吸水层位于试样的下方。
10、此外，优选的方案是，所述试样渗透机构还包括设置在所述试样盛装内芯外周的透明观测容器；在所述透明观测容器的底部与所述渗透液入口对应的位置设置有透孔。
11、此外，优选的方案是，在所述透明观测容器的内部底端设置有环形内芯卡口；和/或，在所述透明观测容器的顶部设置有螺旋式盖子，所述螺旋式盖子位于所述第二密封结构的顶部；在所述螺旋式盖子上设置有第二导管穿孔。
12、此外，优选的方案是，所述环形内芯卡口的数量至少有两个，且不同的环形内芯卡口的直径尺寸不同。
13、此外，优选的方案是，还包括操作平台机构；其中，所述操作平台机构包括放置所述液体泵送机构、所述试样渗透机构、以及所述试样监测机构的操作平台、设置在所述操作平台上方的承托所述试样渗透机构的支撑托盘和设置在所述支撑托盘上方的加固所述试样渗透机构的加固环；所述支撑托盘和所述加固环均通过支撑架固定安装在所述操作平台上。
14、此外，优选的方案是，所述第一连接管为蠕动泵软管；所述泵送结构为蠕动泵；和/或，所述第一导管、所述第二导管和所述第三导管均为玻璃管；和/或，所述第二连接管均为软管。
15、此外，优选的方案是，所述第一密封结构、所述第二密封结构、以及所述第三密封结构均为弹性密封结构。
16、本专利技术提供一种微生物固化土的渗透试验方法，采用如上所述的微生物固化土的渗透试验装置进行微生物固化土的渗透试验操作，包括如下步骤：
17、步骤s1、将实验所用的渗透液加入至所述液体盛装容器内部、将试样装入所述试样盛装内芯的内部、在所述液体容器内加入无菌蒸馏水、以及通过所述液体导通控制件使所述第二连接管处于未导通状态；其中，所述液体容器内的无菌蒸馏水的水位低于或等于所述第三导管的下端端口；
18、步骤s2、使所述泵送结构按照预设泵率进行工作，待所述渗透试验装置的内部气压达到预设要求后，通过所述液体导通控制件使所述第二连接管处于导通状态，以使所述液体盛装容器内部的液体由下至上渗透至所述试样盛装内芯的内部将所述试样的孔隙中的空气挤压至所述液体容器中，所述液体容器中聚集产生的压力将所述液体容器内的无菌蒸馏水通过所述第四导管排入至所述液体测量容器内；
19、步骤s3、根据所述液体测量容器对排入的无菌蒸馏水的测量结果，计算所述样品的孔隙率、通过所述液体测量容器内的无菌蒸馏水的排入状态判断试样的渗透状况、以及通过所述分析显示设备监测所述试样渗透过程中发生的微生物诱导碳酸钙沉淀的过程。
20、从上面的技术方案可知，本专利技术提供的微生物固化土的渗透试验装置及方法，通过液体泵送机构和试样渗透机构的结构设计，利用泵送结构的动力作用，将渗透液从下往上泵送渗透至试样盛装内芯，有效的解决了普通喷涂法以及浸泡法出现的渗透不彻底、不均匀的问题，具有精度高、可靠性强、受人为因素影响小、耗时短等特点；利用泵送结构可以根据渗透的状况，及时调节泵送液体的速率，防止生成的凝胶晶体在有些部位出现部分聚集成块，另外一些部位未出现凝胶晶体的情况产生，以避免影响固化土的性质；通过在试样渗透机构后连接试样监测机构，利用从试样孔隙中被挤压出来的空气在液体容器中聚集，产生压力将液体容器中的蒸馏水排入液体测量容器中，实现试样孔隙体积与蒸馏水体积的替换，从而达到对试样孔隙率进行计算的目的，并通过排水的状态来判断渗透的状况，以实现对试样孔隙进行监测的效本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种微生物固化土的渗透试验装置，其特征在于，包括：液体泵送机构、试样渗透机构和试样监测机构；其中，
2.根据权利要求1所述的微生物固化土的渗透试验装置，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的微生物固化土的渗透试验装置，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的微生物固化土的渗透试验装置，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的微生物固化土的渗透试验装置，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的微生物固化土的渗透试验装置，其特征在于，
7.根据权利要求1所述的微生物固化土的渗透试验装置，其特征在于，还包括操作平台机构；其中，
8.根据权利要求1所述的微生物固化土的渗透试验装置，其特征在于，
9.根据权利要求1所述的微生物固化土的渗透试验装置，其特征在于，
10.一种微生物固化土的渗透试验方法，其特征在于，采用如权利要求1-9任意一项所述的微生物固化土的渗透试验装置进行微生物固化土的渗透试验操作，包括如下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种微生物固化土的渗透试验装置，其特征在于，包括：液体泵送机构、试样渗透机构和试样监测机构；其中，
2.根据权利要求1所述的微生物固化土的渗透试验装置，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的微生物固化土的渗透试验装置，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的微生物固化土的渗透试验装置，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的微生物固化土的渗透试验装置，其特征在于，
6.根据权利要求5所述的微生物固化...
【专利技术属性】
技术研发人员：师海，刘国策，余政皓，杨颖，孙子冰，何一鸣，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：
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