一种基于脲酶加固的检测方法 |
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| 申请号 | CN202211427031.6 | 申请日 | 2022-11-15 | 公开(公告)号 | CN115897528B | 公开(公告)日 | 2024-05-03 |
| 申请人 | 中交路桥建设有限公司; 中交路桥南方工程有限公司; | 发明人 | 王灏喆; 武钢义; | ||||
| 摘要 | 本 发明 属于路基处理技术领域，具体涉及一种基于脲酶加固的检测方法，第一步，制备脲酶加固检测装置并测得未加固 碱 性 土壤 中的pH值，第二步，将第一步中所述未加固时原状土区域采用MICP技术或EICP技术对路基完成加固处理形成加固后路基，第三步，将第一步中所述脲酶加固检测装置行驶至第二步所述加固后路基中检测土壤PH值：pH加固后，通过公式计算出铵根离子浓度，第四步，根据上述第三步中计算出的铵根离子浓度判定加固效果，判定方法为铵根离子浓度越大，能够产生的 碳 酸 钙 晶体越多，加固效果越好；铵根离子浓度越低，能够用于生成碳酸钙的碳酸根离子越少，趋于未加固的区域，由此判定已加固 位置 。本发明所述方法易于检测经MICP技术或EICP技术加固路基后的加固范围并检测快速。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种基于脲酶加固的检测方法，其特征在于：包括如下步骤， |
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| 说明书全文 | 一种基于脲酶加固的检测方法技术领域[0001] 本发明属于路基处理技术领域，提供一种基于脲酶加固的检测方法。 背景技术[0002] 在公路路基建设过程中，由于天然状态下的路基填料结构松散，并且某些地段还有软土地基，导致不均匀沉降和沉降失稳等病害问题，不但影响行车安全、降低道路的使用寿命，而且每年在路面养护上会耗费大量人力和资金。 [0003] 目前，对于软弱土路基的加固多采用水泥，但是水泥在生产过程中需要较高的能量且会造成巨大的污染。MICP(巴氏芽孢杆菌诱导碳酸钙沉淀)技术、EICP(大豆脲酶诱导碳酸钙沉淀)技术作为一种有效、经济、绿色的加固方式逐渐受到大家的青睐，但如何确定该技术对路基加固范围，是亟需解决的问题。 发明内容[0004] 有鉴于此，本发明的目的在于提供易于检测路基加固范围和检测的一种基于脲酶加固的检测方法。 [0005] 为达到上述目的，本发明提供了如下技术方案： [0006] 本发明提供一种基于脲酶加固的检测方法，其特征在于：包括如下步骤，[0007] 第一步，制备脲酶加固检测装置，通过脲酶加固检测装置测得未加固时原状碱性‑ A‑14土壤的 pH值为A，可知土壤中氢氧根离子浓度为C(OH)＝10 ，后将脲酶加固检测装置驶离； [0008] 第二步，将第一步中所述未加固时原状土区域采用MICP技术或EICP技术对路基完成加固处理，此时加固中的路基中， [0009] 尿素在脲酶的作用下反应生成铵根离子与碳酸根离子，其化学反应方程式为[0010] [0011] 随后，生成的碳酸铵与添加的钙源(氯化钙)发生反应，其化学反应方程式为[0012] (NH4)2CO3+CaCl2→CaCO3↓+2NH4Cl； [0014] [0015] 加固中的路基通过上述反应后形成加固后路基， [0016] 第三步，将第一步中所述脲酶加固检测装置行驶至第二步所述加固后路基中检测土壤PH 为pH加固后，此时pH加固后应为 [0017] 以此公式便可计算出加固后路基中检测点的铵根离子浓度： [0018] [0019] 第四步，根据上述第三步中计算出的铵根离子浓度判定加固效果，判定方法为铵根离子浓度越大，能够产生的碳酸钙晶体越多，加固效果越好；铵根离子浓度越低，能够用于生成碳酸钙的碳酸根离子越少，趋于未加固的区域，由此判定已加固位置。 [0020] 以确保检测的准确性并不破坏加固后的土壤结构，进一步的，上述方案中：在加固后路基中检测pH应该在加固后路基表面硬化结块前进行检测。 [0022] 为便于检测，进一步的，上述方案中：所述脲酶加固检测装置又包括可移动小车，位于可移动小车上的液压源和液压缸a，该液压缸a通过管道与液压源连通，所述液压缸a的活塞杆a的端部固定有pH检测机构，该pH检测机构又包括防护壳，位于防护壳顶端的液压缸b，该液压缸b通过管道与液压源连通，所述液压缸b的活塞杆b的端部固定有驱动电机，该驱动电机位于防护壳的内腔中，在驱动电机的动力输出轴上固定有钻杆； [0023] 在液压缸b的缸体的外壁和/或防护壳的外壁上固定有检测管，该检测管的顶端固定有液压缸c，该液压缸c的活塞杆c的端部固定有土壤pH计，该土壤pH计位于检测管的内腔中。 [0024] 为保护检测管内的土壤pH计不在钻孔时被意外损坏，进一步的，上述方案中：所述检测管的下端口高于防护壳的下端口。 [0025] 本发明的有益效果是： [0026] 1、克服了采用MICP技术、EICP技术进行路基处理时，加固范围的不易确定，为使用 MICP技术、EICP技术确定加固范围提供了一个简单、可靠、方便的确定方法。 [0027] 2、通过设置的钻杆，对于已加固的路基区域可以将土壤、脲酶液以及胶凝液充分拌合，加强路基处理的效果；对于未加固区域，将土体搅拌，更方便检测杆的下放。 [0028] 本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。附图说明 [0029] 为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中： [0030] 图1为本发明的结构示意图； [0031] 图2为本发明pH检测机构处的结构示意图； [0032] 附图标记：1、可移动小车；2、液压源；3、液压缸a；4、活塞杆a；5、pH检测机构； 6、液压缸b；7、活塞杆b；8、驱动电机；9、防护壳；10、钻杆；11、检测管；12、液压缸 c；13、活塞杆c；14、土壤pH计。 具体实施方式[0033] 以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。 [0034] 其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。 [0035] 如图1‑2所示，本发明的一种基于脲酶加固的检测方法，其特征在于：包括如下步骤， [0036] 第一步，第一步，制备脲酶加固检测装置，通过脲酶加固检测装置测得未加固时原‑ A‑14状碱性土壤的pH值为A，可知土壤中氢氧根离子浓度为C(OH)＝10 ，后将脲酶加固检测装置驶离； [0037] 第二步，将第一步中所述未加固时原状土区域采用MICP技术或EICP技术对路基完成加固处理，此时加固中的路基中， [0038] 尿素在脲酶的作用下反应生成铵根离子与碳酸根离子，其化学反应方程式为[0039] [0040] 随后，生成的碳酸铵与添加的钙源(氯化钙)发生反应，其化学反应方程式为[0041] (NH4)2CO3+CaCl2→CaCO3↓+2NH4Cl； [0042] 氨水在t℃时的电离平衡常数为Kb，可得氯化铵水解平衡常数 (Kw为水的‑14 + 离子积常数，25℃时Kw＝10 )，进一步可知氯化铵水解后土壤中H离子浓度为： [0043] [0044] 加固中的路基通过上述反应后形成加固后路基， [0045] 第三步，将第一步中所述脲酶加固检测装置行驶至第二步所述加固后路基中检测土壤PH 为pH加固后，此时pH加固后应为 [0046] 以此公式计算出加固后路基中检测点的铵根离子浓度 [0047] 第四步，根据上述第三步中计算出的铵根离子浓度判定加固效果，判定方法为铵根离子浓度越大，能够产生的碳酸钙晶体越多，加固效果越好；铵根离子浓度越低，能够用于生成碳酸钙的碳酸根离子越少，趋于未加固的区域，由此判定已加固位置。在该方法中，适用于 MICP/EICP原位灌注加固方式的路基检测。 [0048] 为确保检测的准确性并不破坏加固后的土壤结构，进一步的，上述方案中：在加固后路基中检测pH应该在加固后路基表面硬化结块前进行检测。 [0049] 为提高检测精度，上述实施例中，优选地：在加固后路基中检测pH的测定应根据加固深度，在加固深度的顶点、中点、底点进行三次测量，分别计算出被检测点的铵根离子浓度。 [0050] 为便于检测，上述实施例中，优选地：所述脲酶加固检测装置又包括可移动小车1，位于可移动小车1上的液压源2和液压缸a3，该液压缸a3通过管道与液压源2连通，所述液压缸a3的活塞杆a4的端部固定有pH检测机构5，该pH检测机构5又包括防护壳9，位于防护壳9顶端的液压缸b6，该液压缸b6通过管道与液压源2连通，所述液压缸b6的活塞杆b7 的端部固定有驱动电机8，该驱动电机8位于防护壳9的内腔中，在驱动电机8的动力输出轴上固定有钻杆10； [0051] 在液压缸b6的缸体的外壁和/或防护壳9的外壁上固定有检测管11，该检测管11的顶端固定有液压缸c12，该液压缸c12的活塞杆c13的端部固定有土壤pH计14，该土壤pH计14 位于检测管11的内腔中。 [0052] 为保护检测管11内的土壤pH计14不在钻孔时被意外损坏，上述实施例中，优选地：所述检测管11的下端口高于防护壳9的下端口。 [0053] 上述脲酶加固检测装置的工作过程是‑‑‑‑先测得未加固时原状土的pH值，在采用MICP 技术或EICP技术对路基完成加固处理后，操作人员将可移动小车1行驶至加固处理后的路基区域。将整个装置行驶至加固处理后路基区域的某一加固中心附近后，操作人员开启液压缸a工作，使得防护壳的下端口紧抵在被检测区域和使钻杆垂直于土体，启动驱动电机8顺时针旋转，随后，操作人员开启液压缸b工作，通过液压缸b和驱动电机8的复合运动，钻杆10在被测区域进行钻孔作业，待钻杆11行进至加固深度，驱动电机8逆时针旋转钻杆11 在液压缸b作用下向上提出钻好的检测孔。随后，操作人员操作移动可移动小车1使得检测管能够垂直放入检测孔。通过上方的液压缸c逐渐将土壤pH计14压入检测孔，使用土壤PH 计14测得检测孔的孔口处、加固深度一半处以及孔底三处的土壤pH值。通过公式计算出铵根离子浓度，若根据该检测孔上、中、下(孔口、加 固深度一半、孔底)三点处的pH值计算出的铵根离子浓度越大，加固效果较好，应适当增大钻孔检测距离；若该钻孔上、中、下(孔口、加固深度一半、孔底)三点中存在一点pH 值与原始土壤差值不大，且计算出的铵根离子浓度偏小，则表明在该钻孔处加固范围不均匀，此检测孔就位于加固范围边缘。由此，可由该加固边界确定整个施工区域原位灌浆布置排列方式，优化施工工艺，提高路基处理质量。 [0054] 上述实施例中，所有部件均为市场销售产品。 |
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