全文摘要
一种微生物辐射均匀灌浆加固砂土的装置，该装置包括锥形分液盖、第一密封塞、圆筒、平台支撑架、第二密封塞。所述锥形分液盖包括上部圆锥容器、以及连接在上部圆锥容器底部的多个辐射针头管，所述第一密封塞开设有多个钻孔，多个辐射针头管通过钻孔穿过第一密封塞进入圆筒，进入圆筒部分的辐射针头管侧壁设有开孔。所述圆筒上、下两端分别塞入第一密封塞、第二密封塞；所述第二密封塞上设有排液管；所述圆筒安装固定在平台支撑架上。本实用新型提供一种微生物辐射均匀灌浆加固砂土的装置，对砂土试样全截面均匀灌浆，灌浆流速全截面控制。试验结束后取样简单易操作，对试样扰动较小。
主设计要求
1.一种微生物辐射均匀灌浆加固砂土的装置，包括锥形分液盖（1）、第一密封塞（2）、圆筒（3）、平台支撑架（5）、第二密封塞（6）；其特征在于：所述锥形分液盖（1）包括上部圆锥容器（1.1）、以及连接在上部圆锥容器（1.1）底部的多个辐射针头管（1.2），所述第一密封塞（2）开设有多个钻孔（2.1），多个辐射针头管（1.2）通过钻孔（2.1）穿过第一密封塞（2）进入圆筒（3），进入圆筒（3）部分的辐射针头管侧壁设有开孔（1.4）；所述圆筒（3）上、下两端分别塞入第一密封塞（2）、第二密封塞（6）；所述第二密封塞（6）上设有排液管；所述圆筒（3）安装固定在平台支撑架（5）上。
设计方案
1.一种微生物辐射均匀灌浆加固砂土的装置，包括锥形分液盖（1）、第一密封塞（2）、圆筒（3）、平台支撑架（5）、第二密封塞（6）；其特征在于：
所述锥形分液盖（1）包括上部圆锥容器（1.1）、以及连接在上部圆锥容器（1.1）底部的多个辐射针头管（1.2），所述第一密封塞（2）开设有多个钻孔（2.1），多个辐射针头管（1.2）通过钻孔（2.1）穿过第一密封塞（2）进入圆筒（3），进入圆筒（3）部分的辐射针头管侧壁设有开孔（1.4）；
所述圆筒（3）上、下两端分别塞入第一密封塞（2）、第二密封塞（6）；
所述第二密封塞（6）上设有排液管；
所述圆筒（3）安装固定在平台支撑架（5）上。
2.根据权利要求1所述一种微生物辐射均匀灌浆加固砂土的装置，其特征在于：所述上部圆锥容器（1.1）顶部螺纹连接滴管（1.3）。
3.根据权利要求1所述一种微生物辐射均匀灌浆加固砂土的装置，其特征在于：所述第一密封塞（2）为橡胶塞，由上、下两个圆柱组成，下圆柱塞进圆筒（3）。
4.根据权利要求1所述一种微生物辐射均匀灌浆加固砂土的装置，其特征在于：所述第二密封塞（6）为橡胶塞，由上、下两个圆柱组成，下圆柱塞进圆筒（3），上圆柱插入一根毛细管（6.1），毛细管（6.1）伸入圆筒（3）一部分，在露出橡胶塞的毛细管（6.1）上固定有橡胶管（6.2），橡胶管（6.2）长设置止水夹（6.3）。
5.根据权利要求1所述一种微生物辐射均匀灌浆加固砂土的装置，其特征在于：所述圆筒（3）由两个不锈钢半圆组成，两半不锈钢半圆闭合处焊接圆筒夹（3.1），圆筒夹（3.1）由上下均匀布置的螺杆连接。
6.根据权利要求1所述一种微生物辐射均匀灌浆加固砂土的装置，其特征在于：所述平台支撑架（5）与圆筒（3）焊接；在与圆筒夹（3.1）交点处，布置多根平台支撑脚架。
设计说明书
技术领域
本实用新型一种微生物辐射均匀灌浆加固砂土的装置，涉及微生物灌浆加固（MICP）领域。
背景技术
近十五年来，微生物加固岩土体的方法（MICP)在国内迅速发展，微生物固化技术是目前岩土工程最具革新性的技术领域之一，这一技术创造性地利用丰富的天然无毒害微生物资源改变岩土微观结构与组成，进而提高其工程力学性质，包括强度、刚度和渗透性等。该技术的原理是：在灌浆过程中，微生物细胞表面吸附Ca2+<\/sup>，通过自身新陈代谢产生脲酶，将尿素水解生成NH4+<\/sup>和CO32-<\/sup>，以细菌自身为核产生具有胶凝性质的CaCO3<\/sub>结晶将砂土固结。微生物加固技术可应用于岩土体加固、大坝及土工构筑物的防渗堵漏、砂土液化防治、重金属污染土的治理、土石砖类文物建筑修复、混凝土裂缝修复、沙漠治理等多领域。
目前，国内外利用微生物加固技术（MICP）开展了大量的砂土灌浆加固室内试验，试验灌浆方法主要有刚性模具低水压灌注法和柔性模具浸泡法。其中柔性模具浸泡法只能在实验室开展，一般为无压力灌浆，在一般实际工程中不具备应用条件。刚性模具低水压灌注法能较好控制灌浆速度，但其灌浆面积在砂土试样上集中于一个点，增加了砂土试样强度、渗透性等提高的不均匀性，砂土试样上部反应产生的CaCO3<\/sub>沉淀封堵渗流通道，导致砂土试样中部和下部的灌浆加固的效果较差，同时，试验结束后取样操作较麻烦，对试样有一定扰动。
发明内容
为解决上述技术问题，本实用新型提供一种微生物辐射均匀灌浆加固砂土的装置，对砂土试样全截面均匀灌浆，灌浆流速全截面控制。试验结束后取样简单易操作，对试样扰动较小。
本实用新型采取的技术方案为：
一种微生物辐射均匀灌浆加固砂土的装置，包括锥形分液盖、第一密封塞、圆筒、平台支撑架、第二密封塞。
所述锥形分液盖包括上部圆锥容器、以及连接在上部圆锥容器底部的多个辐射针头管，所述第一密封塞开设有多个钻孔，多个辐射针头管通过钻孔穿过第一密封塞进入圆筒，进入圆筒部分的辐射针头管侧壁设有开孔；
所述圆筒上、下两端分别塞入第一密封塞、第二密封塞；
所述第二密封塞上设有排液管；
所述圆筒安装固定在平台支撑架上。
所述上部圆锥容器顶部螺纹连接滴管。
所述第一密封塞为橡胶塞，由上、下两个圆柱组成，下圆柱塞进圆筒。
所述第二密封塞为橡胶塞，由上、下两个圆柱组成，下圆柱塞进圆筒，上圆柱插入一根毛细管，毛细管伸入圆筒一部分，在露出橡胶塞的毛细管上固定有橡胶管，橡胶管长设置止水夹。
所述圆筒由两个不锈钢半圆组成。两半不锈钢半圆闭合处焊接圆筒夹，圆筒夹由上下均匀布置的螺杆连接。
所述平台支撑架与圆筒焊接；在与圆筒夹交点处，布置多根平台支撑脚架。
本实用新型一种微生物辐射均匀灌浆加固砂土的装置，技术效果如下：
1、本实用新型装置为全密闭系统，可进行压力灌浆，解决因试样上部溶液反应产生CaCO3<\/sub>结晶封堵渗流通道的影响。
2、本实用新型装置的灌浆溶液由锥形分液盖进入圆筒之前需先达到1mm的液面高度，浸没4根辐射针头管，保证全截面均匀灌浆。
3、本实用新型装置能全截面控制灌浆流速，流速越快，浸没辐射针头管速度越快，进入圆筒砂样的辐射针头管侧壁四周开小孔，保证砂样整体均匀压力灌浆
4、本实用新型装置取样方便，只需将圆筒夹上的螺母拧开即可，对试样扰动小。
5、本实用新型装置平台支撑脚架可上下移动，锥形分液盖和橡胶塞连接部分可拆卸，由此可对试验试样进行正反灌浆，取得更好的灌浆效果。
6、本实用新型装置的第二密封塞，下部设置的止水夹，能控制灌浆溶液在圆筒中的反应时间，且能收集废液和废气，较环保。
附图说明
图1为本实用新型装置的正面结构示意图；
图2为本实用新型装置的侧面结构示意图；
图3为本实用新型装置的俯视结构示意图；
图4为本实用新型装置的锥形分液盖结构示意图；
图5为本实用新型装置的辐射针头钻孔点布置图；
图6为本实用新型装置的第一密封塞结构示意图；
图7为本实用新型装置的第二密封塞结构示意图。
具体实施方式
如图1~7所示，一种微生物分步灌浆加固砂土的装置，一种微生物辐射均匀灌浆加固砂土的装置，包括锥形分液盖1、第一密封塞2、圆筒3、平台支撑架5、第二密封塞6。
该装置除第一密封塞2和橡第二密封塞6部分材料为橡胶，其他部件均为不锈钢材质。整个装置要求完全密封，以便后续试验均匀压力灌浆。
所述锥形分液盖1包括上部圆锥容器1.1、以及连接在上部圆锥容器1.1底部的4个辐射针头管1.2。所述上部圆锥容器1.1顶部螺纹连接滴管1.3，可拆卸。
所述第一密封塞2开设有多个钻孔2.1，多个辐射针头管1.2通过钻孔2.1穿过第一密封塞2进入圆筒3，进入圆筒3部分的辐射针头管侧壁设有开孔1.4。
所述圆筒3上、下两端分别塞入第一密封塞2、第二密封塞6。
所述第二密封塞6上设有排液管。
所述圆筒3安装固定在平台支撑架5上。
所述第一密封塞2为橡胶塞，由上、下两个圆柱组成，上圆柱直径60mm,高10mm，下圆柱直径49mm，高25mm。下圆柱塞进圆筒3，上圆柱与锥形分液盖1底部平齐。
所述辐射针头管1.2总长91mm，与锥形分液盖1在特定点焊接，深入锥形分液盖1mm。
所述第二密封塞6为橡胶塞，由上、下两个圆柱组成，上圆柱直径60mm,高10mm，下圆柱直径49mm，高25mm。下圆柱塞进圆筒3，上圆柱在圆心处插入一根内直径2mm、外直径4mm，长60mm的毛细管6.1，插入35mm，出露25mm。毛细管6.1伸入圆筒3一部分，在露出橡胶塞的不锈钢材质的毛细管6.1上固定一段长为200mm的橡胶管6.2，橡胶管6.2长设置止水夹6.3。
所述圆筒3由两个不锈钢半圆组成。两半不锈钢半圆闭合处焊接圆筒夹3.1，圆筒夹3.1由上下均匀布置的8个螺杆连接，形成密闭的不锈钢圆筒。
所述平台支撑架5与圆筒3焊接；在平行于圆筒夹3.1方向25mm、垂直于圆筒夹3.1方向40mm的交点处，布置支撑脚5.1，共4根。所述支撑脚5.1是直径为6mm的实心圆柱体，长100mm。支撑脚5.1可以上下移动，固定处制作螺纹，用配套定制的螺母固定。
微生物辐射均匀灌浆加固砂土的原理为：
（1）:滴管顶部设计螺纹连接，以便实验更换不同直径的胶头滴管，控制不同的灌浆流量和速度。
（2）: 辐射针头管1.2伸入锥形分液盖1内1mm焊接，液体由锥形分液盖1进入圆筒3之前需先达到1mm的液面高度，浸没4根辐射针头管1.2，保证全截面均匀灌浆。
（3）:利用橡胶塞的弹性，锥形分液盖1底部辐射针头管1.2紧塞入第一密封塞2，形成圆筒密闭环境。进入圆筒砂样的辐射针头管1.2管侧壁四周设有开孔1.4，保证砂样整体均匀压力灌浆。
（4）:利用硅胶片的弹性，在两片圆筒夹3.1内壁贴一层1mm厚的硅胶片，形成不锈钢圆筒密闭环境。
（5）:利用平台支撑架5的支撑脚5.1可上下移动的功能；和锥形分液盖1与橡胶塞连接部分的可拆性，可将圆筒3倒置，进行微生物正反均匀灌浆，以取得较好的灌浆效果。
操作步骤：
S1、将锥形分液盖1的上部圆锥容器1.1和底部的辐射针头管1.2焊接，如图4所示。
S 2、将滴管和锥形分液盖1螺纹连接，如图4所示。
S 3、将圆筒夹3.1钻孔，并配制螺杆。
S 4、将平台支撑架5钻孔螺纹连接支撑脚，再与半开圆筒和圆筒夹3.1焊接。
S 5、将焊接圆筒夹一侧用502胶水粘上一层1mm后的硅胶片。
S 6、将两瓣与平台支撑架焊接好的半开圆筒通过螺杆拧紧。
S 7、将与锥形分液盖1焊接好的4根辐射针头管1.2插入第一密封塞2中。
S 8、将第二密封塞6塞进圆筒3的下底面，并放两层滤纸，将止水夹6.3打开，将胶头滴管放入水中。
S 9、装入50mm高的砂样，在砂样顶部放两层滤纸，在圆筒3上部塞进带辐射针头管1.2的第一密封塞2。
S 10、利用鼓风机向滴管中通入空气，观察毛细管橡胶塞B放入水中的胶头滴管是否冒泡，检查装置的气密性。
S 12、若装置气密性良好，将蠕动泵的胶头滴管放入不锈钢滴管中，即可对砂样进行微生物灌浆加固。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920063527.7
申请日:2019-01-15
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:42(湖北)
授权编号:CN209741848U
授权时间:20191206
主分类号:E02D15/00
专利分类号:E02D15/00;E02D3/12
范畴分类:36C;36E;
申请人:三峡大学
第一申请人:三峡大学
申请人地址:443002 湖北省宜昌市西陵区大学路8号
发明人:支永艳;邓华锋;段玲玲;熊雨;肖瑶;潘登;李涛;齐豫
第一发明人:支永艳
当前权利人:三峡大学
代理人:吴思高
代理机构:42103
代理机构编号:宜昌市三峡专利事务所 42103
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计