權(quán)利要求書： 1.一種基于活性炭吸附微生物加固砂土的制樣裝置，其特征在于包括制樣管（1）、蠕動泵（2）、硅膠管（3）、廢液瓶（4）；
所述制樣管（1）包括敞口對開圓筒（5）、濾紙（6）、底座（7）、直通接頭（8）；所述敞口對開圓筒（5）敞口朝上安裝于底座（7）上，所述敞口對開圓筒（5）底部制有直通接頭（8），活性炭吸附微生物加固砂土通過濾紙（6）封口后置于敞口對開圓筒（5）的筒內(nèi)；
所述廢液瓶（4）瓶口塞有乳膠塞（15），所述乳膠塞（15）中設(shè)有玻璃管（16），所述玻璃管（16）連通乳膠塞（15）的上下表面；
所述制樣管（1）的直通接頭（8）、蠕動泵（2）之間以及蠕動泵（2）和廢液瓶（4）的玻璃管（16）之間均通過硅膠管（3）連通，并且所述蠕動泵（2）能夠調(diào)節(jié)微生物細菌液流出制樣管（1）的速率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制樣裝置，其特征在于所述敞口對開圓筒（5）包括能夠軸向?qū)ΨQ地拆分的對開模Ⅰ（12）和對開模Ⅱ（13）；所述對開模Ⅰ（12）和對開模Ⅱ（13）能夠嚴密合實；所述敞口對開圓筒（5）外部套有緊箍環(huán)套（10）；所述對開模Ⅰ（12）和對開模Ⅱ（13）的拼接面上貼有橡膠密封條（14）；所述緊箍環(huán)套（10）在螺栓（11）的作用下能夠?qū)⒊趯﹂_圓筒（5）夾緊。
說明書： 一種基于活性炭吸附微生物加固砂土的制樣裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及土木工程試驗技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及活性炭吸附微生物加固砂土制樣裝置及使用方法。
背景技術(shù)[0002] 微生物誘導(dǎo)碳酸鈣沉淀（MICP）技術(shù)是巖土工程中新興的地基處理技術(shù)，利用微生物通過自身代謝產(chǎn)生尿酶，水解尿素生成碳酸根離子，與加入的鈣離子結(jié)合生成碳酸鈣晶
體填充于松散砂土的顆?？紫吨?，進而改善土體的力學(xué)特性。MICP技術(shù)較傳統(tǒng)的物理化學(xué)
加固有著明顯的優(yōu)勢，提高經(jīng)濟效益同時能夠提高環(huán)境效益。然而，目前MICP技術(shù)最大的問
題是固化后的砂土不均勻，整體的強度偏低，限制了微生物誘導(dǎo)碳酸鈣沉淀技術(shù)在工程上
的應(yīng)用。就室內(nèi)試驗而言，由于加固效果的不均勻性，導(dǎo)致采用相同制樣方法形成的試樣強
度低且離散型大。其主要原因是砂土顆粒較為光滑，制樣過程中菌液很難在砂土顆粒表面
附著，難以在砂土顆粒表面形成碳酸鈣生長的附著點，因此導(dǎo)致了加固的砂土試樣強度低
且不易成型。
實用新型內(nèi)容
[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種基于活性炭吸附微生物加固砂土的制樣裝置，解決現(xiàn)有微生物礦化加固砂土技術(shù)中加固效果均勻性差的問題。
[0004] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：[0005] 一種基于活性炭吸附微生物加固砂土的制樣裝置，活性炭吸附微生物加固砂土制樣裝置包括制樣管、蠕動泵、硅膠管、廢液瓶；
[0006] 所述制樣管包括敞口對開圓筒、濾紙、底座、直通接頭；所述敞口對開圓筒敞口朝上安裝于底座上，所述敞口對開圓筒底部制有直通接頭，活性炭吸附微生物加固砂土通過
濾紙封口后置于敞口對開圓筒的筒內(nèi)；
[0007] 所述廢液瓶瓶口塞有乳膠塞，所述乳膠塞中設(shè)有玻璃管，所述玻璃管連通乳膠塞的上下表面；
[0008] 所述制樣管的直通接頭、蠕動泵之間以及蠕動泵和廢液瓶的玻璃管之間均通過硅膠管連通，并且所述蠕動泵能夠調(diào)節(jié)微生物細菌液流出制樣管的速率。
[0009] 優(yōu)選，所述敞口對開圓筒包括能夠軸向?qū)ΨQ地拆分的對開模Ⅰ和對開模Ⅱ；所述對開模Ⅰ和對開模Ⅱ能夠嚴密合實；所述敞口對開圓筒外部套有緊箍環(huán)套；所述對開模Ⅰ和對
開模Ⅱ的拼接面上貼有橡膠密封條；所述緊箍環(huán)套在螺栓的作用下能夠?qū)⒊趯﹂_圓筒夾
緊。
[0010] 本發(fā)明的技術(shù)效果使毋庸置疑的：[0011] 一、本發(fā)明提出了一種適于試驗用的活性炭吸附微生物加固砂土的制樣裝置，適用于加固砂土的制樣，也為今后的加固砂土的制樣裝置提供了可以借鑒的裝置設(shè)計啟示。
[0012] 二、試驗制樣管中的砂加入了活性炭，利用活性炭的吸附性，使更多微生物停留在砂中，提高了尿素和氯化鈣混合液的利用率，提高加固砂樣的均勻性和強度。
[0013] 三、本發(fā)明制樣管的上部敞口設(shè)計可以使混合液與微生物充分反應(yīng)，提高混合液的利用率，提高加固砂樣的均勻性和強度。
[0014] 四、本發(fā)明的廢液瓶可以回收反應(yīng)過后的混合液，為后續(xù)對廢液分析做準(zhǔn)備。而且，廢液瓶上的乳膠塞設(shè)有兩根長短不一的玻璃管，長玻璃管用于廢液的進入，短玻璃管用
于保證瓶內(nèi)氣壓平衡，防止出現(xiàn)沖塞現(xiàn)象。
[0015] 五、本發(fā)明的制樣管的敞口對開圓筒有兩個對開模組成，通過橡膠密封條連接，并在緊箍套環(huán)和螺栓的作用下緊密結(jié)合，防止出現(xiàn)滲漏的現(xiàn)象，保證試驗的精確性。
附圖說明[0016] 圖1為一種活性炭吸附微生物加固砂土的制樣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；[0017] 圖2為制樣管1的示意圖；[0018] 圖3為制樣管1的緊箍環(huán)套10與敞口對開圓筒5連接示意圖；[0019] 圖4為對開模的橡膠密封條14的結(jié)構(gòu)示意圖；[0020] 圖5為廢液瓶4示意圖。[0021] 圖中：1、制樣管，2、蠕動泵，3、硅膠管，4、廢液瓶，5、敞口對開圓筒，6、濾紙，7、底座，8、直通接頭，9、含有活性炭的砂土，10、緊箍環(huán)套，11、螺栓，12、對開模Ⅰ，13、對開模Ⅱ，
14、橡膠密封條，15、乳膠塞，16、玻璃管。
具體實施方式[0022] 下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；?br>
于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有
其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0023] 實施例1：[0024] 一種活性炭吸附微生物加固砂土的制樣裝置，參見圖1，包括制樣管1、蠕動泵2、硅膠管3和廢液瓶4。
[0025] 參見圖2，所述制樣管1包括敞口對開圓筒5、濾紙6、底座7和直通接頭8；所述敞口對開圓筒5敞口朝上安裝于底座7上，所述敞口對開圓筒5底部制有直通接頭8，活性炭吸附
微生物加固砂土9通過濾紙6封口后置于敞口對開圓筒5的筒內(nèi)。
[0026] 參見圖3，所述敞口對開圓筒5可軸向?qū)ΨQ地拆分為對開模Ⅰ12和對開模Ⅱ13。所述對開模Ⅰ12和對開模Ⅱ13可嚴密合實。所述敞口對開圓筒5外部套有兩個緊箍環(huán)套10。所述
對開模Ⅰ12和對開模Ⅱ13地拼接面上貼有橡膠密封條14。所述緊箍環(huán)套10在螺栓11地作用
下將敞口對開圓筒5夾緊。
[0027] 參見圖5，所述廢液瓶4瓶口塞有乳膠塞15。所述乳膠塞15中設(shè)有玻璃管16。所述玻璃管16連通乳膠塞15地上下表面。
[0028] 參見圖1，所述制樣管1的直通接頭8、蠕動泵2之間以及蠕動泵2和廢液瓶4較長的玻璃管16之間均通過硅膠管3連通，較短的玻璃鋼16用于通氣，并且所述蠕動泵2能夠調(diào)節(jié)
微生物細菌液流出制樣管1的速率。
[0029] 實施例2：[0030] 本實施例公開一種關(guān)于實施例1所述的活性炭吸附微生物加固砂土制樣裝置的使用方法，包括以下步驟：
[0031] 1）把對開模Ⅰ12和對開模Ⅱ13固定于底座7上，并在對開模Ⅰ12和對開模Ⅱ13的拼接面上貼上橡膠密封條14，用緊箍套環(huán)10將對開模Ⅰ12和對開模Ⅱ13牢牢固定在一起。
[0032] 2）在制樣管1內(nèi)鋪設(shè)濾紙6后，在制樣管1中分三層加入含有活性炭的砂土9，并且分層振搗壓實試樣，直到達到預(yù)定高度，并使得活性炭占砂土9的質(zhì)量百分比含量為1%。在
試樣頂部鋪設(shè)濾紙6。在制樣管1中加入與孔隙等量的蒸餾水，靜置24h使砂樣達到飽和。
[0033] 3）在制樣管1中加入1.2倍孔隙體積的微生物細菌液，此時制樣管1中共有2.2倍孔隙體積的液體，通過蠕動泵2以4ml/min的速率從直通接頭8將制樣管1中的液體抽出至廢液
瓶4，待液體高度與含有活性炭的砂土9頂面齊平時關(guān)閉蠕動泵并靜置12小時，使活性炭充
分吸附菌液中的微生物，其中所述的微生物為巴氏生孢八疊球菌，每升細菌培養(yǎng)液中含有
蛋白胨5g、牛肉膏3g和尿素20g。
[0034] 4）打開蠕動泵2，以4ml/min的速率從直通接頭8將制樣管1中的微生物細菌液抽出至廢液瓶4。
[0035] 5）在制樣管1中加入1倍孔隙體積的濃度分別為0.5mol/l的尿素和氯化鈣的混合液，靜置12小時，通過蠕動泵2以4ml/min的速率將混合液抽出至廢液瓶4，停留12h。
[0036] 6）重復(fù)步驟5）3次。[0037] 7）將試樣烘干取出，開展三軸壓縮試驗，在圍壓100kPa下，測得五組試樣抗壓強度分別為375kPa、360kPa、380kPa、379kPa、368kPa，無側(cè)限抗壓強度平均值為372.4kPa，標(biāo)準(zhǔn)
差為8.4kPa。
[0038] 由于常規(guī)微生物加固砂土制樣方法中不加入活性炭，作為對照組，將未加入活性炭的砂土放入實施例1所述裝置，按照實施例2所述使用方法，制得試樣若干，并開展三軸壓
縮試驗，在圍壓100kPa下，測得五組試樣抗壓強度分別為242kPa、180kPa、291kPa、113kPa、
177kPa，平均值為200.6kPa，標(biāo)準(zhǔn)差為68.1kPa。
[0039] 對照試驗表明：與常規(guī)制樣方法比較，本專利所述制樣裝置和方法制的制樣強度更高，平均強度為常規(guī)制樣的2倍左右，標(biāo)準(zhǔn)差降低到8kPa左右，均勻性更好。
[0040] 以上詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行多種等同變換，這
些等同變換均屬于本發(fā)明的保護范圍。另外需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述
的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合。為了避免不
必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。
聲明：
“基于活性炭吸附微生物加固砂土的制樣裝置” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究，如用于商業(yè)用途，請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
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編輯：管理員
來源：煙臺大學(xué)
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2024年11月22日 ~ 24日 
