CN106066289A - 一种剪切波速动力触探测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种剪切波速动力触探测试装置，该装置包括震源贯入器(6)、接收贯入器(7)、支架(8)、数据采集仪(9)与计算机(10)。其贯入器部分主要包括探头(1)，触探杆(2)，穿心锤(3)，加速度计(4)与测斜仪(5)。该剪切波速动力触探测试装置，有效结合了动力触探试验与跨孔法剪切波速试验，具有原位、多功能、快捷迅速等特点。该测试装置能够同时测得锤击数与剪切波速，进而得到岩土体的强度、变形参数，地基承载力，并进行土体分层等。使得土工原位测试过程方便、快速、准确、经济，能够有效地为工程勘察设计提供所需的设计参数。

Description

一种剪切波速动力触探测试装置

技术领域

本发明涉及一种适用于浅基础、路基等现场原位测试的剪切波速动力触探测试装置，属于岩土工程勘察领域中一种能够动态测试浅层砂土强度与变形特性的多功能原位测试装置。

背景技术

动力触探试验与剪切波速试验在我国有着广泛的应用。动力触探试验可分为轻型、重型和超重型三种，本发明主要基于轻型动力触探试验，适用于浅部的填土、砂土、粉土、粘性土等。动力触探试验可通过锤击数可对场地进行土层划分，得到土的强度、变形参数、地基承载力、单桩承载力，并对砂土和粉土的液化进行判定。剪切波速试验主要采用单孔法与跨孔法，通过人为方法产生剪切波，在一定距离处记录振动信号的到达时间，得以确定岩土体内剪切波的传播速度并得到岩土体的小应变剪切模量。可用于场地划分土体类型，得到土动力学参数、卓越周期，判别液化等。

本发明基于常规的轻型动力触探试验与跨孔法剪切波速试验，提出了一种具有原位、便捷、快速、多功能等特点的新型剪切波速动力触探测试装置，使得勘测过程方便、快速、准确、经济，能够为岩土工程勘测设计提供快捷有效且成本低廉的测试参数。

发明内容

技术问题：本发明结合常规的轻型动力触探试验与跨孔法剪切波速试验设备，提出一种能够在同一时间进行动力触探试验与剪切波速试验的原位触探装置。利用该测试装置能够快速有效地测定场地的锤击数、剪切波速。用于场地土层划分，确定土体多种强度、变形参数、地基承载力、单桩承载力，并对场地进行液化判定。

技术方案：本发明的一种剪切波速动力触探贯入器包括探头，触探杆，穿心锤，加速度计，测斜仪；其中，穿心锤位于触探杆的上部，探头位于触探杆的下部，加速度计位于探头中，测斜仪位于触探杆中。

其中：

所述探头圆锥部分锥角为60°，外径40mm；上部转接部分最大外径40mm，最小外径25mm，长24mm。

所述触探杆外径为25mm，长1000mm。

所述穿心锤重10kg。

所述加速度计位于探头圆锥部分与上部转接部分之间，采用冲击加速度传感器，量程为±10000g。

所述测斜仪，位于触探杆内部，其顶角测量范围：0°～15°；测量精度为±0.1°；顶角分辨率为0.01°。

本发明采用剪切波速动力触探贯入器的测试装置，该装置主要包括震源贯入器，接收贯入器，支架，数据采集仪，计算机；其中，震源贯入器和接收贯入器分别由支架支撑，震源贯入器和接收贯入器的输出信号通过数据采集仪传输到计算机。

所述支架为钢制，震源贯入器与接收贯入器之间间距为2m。

所述剪切波速动力触探测试装置，其特征在于所述数据采集仪(9)使用带通滤波器进行滤波。工作带宽为1-10kHz，灵敏度为0.5mV/g。

有益效果：动力触探试验与剪切波速试验为我国常用的岩土工程勘察手段，测得锤击数与小变形剪切波速是岩土工程设计的重要参数。本发明结合动力触探试验与剪切波速试验，解决了跨孔法剪切波速试验一般需要预设钻孔，费时费工的问题。使得勘测过程方便、快速、准确、经济，能够为岩土工程勘测设计提供快捷有效成本低廉的技术参数。

附图说明

图1是本发明剪切波速动力触探贯入器的结构示意图；

图2是探头1的局部放大图；

图3是本发明剪切波速动力触探测试装置的结构示意图。

其中有：探头1，触探杆2，穿心锤3，加速度计4，测斜仪5，震源贯入器6，接收贯入器7，支架8，数据采集仪9，计算机10。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步说明。

本发明的剪切波速动力触探贯入器如图1所示，包括：探头1，触探杆2，穿心锤3，加速度计4，测斜仪5。

所述探头1的圆锥部分锥角为60°，外径40mm；上部转接部分最大外径40mm，最小外径25mm，长24mm。

所述触探杆2外径为25mm，长1000mm。

所述穿心锤3重10kg。

所述加速度计4位于探头圆锥部分与上部转接部分之间，采用冲击加速度传感器，量程为±10000g，滤波器带宽为1-10kHz，灵敏度为0.5mV/g。

所述测斜仪5，位于触探杆2内部，其顶角测量范围：0°～15°；测量精度为±0.1°；顶角分辨率为0.01°。

使用上述剪切波速动力触探贯入器的测试装置如图3，该装置主要包括震源贯入器6，接收贯入器7，支架8，数据采集仪9，计算机10。

所述支架8为钢制，固定贯入器并控制两贯入器之间间距为2m。

测试时先根据测试需要于场地架设支架8，并分别架设震源贯入器6与接收贯入器7。两贯入器内部结构相同，使用如图1所示本发明的剪切波速动力触探贯入器。测试贯入时先将贯入器分别打入土体下15cm深。测试时穿心锤落距为50cm，每贯入30cm记录锤击数N₁₀。当锤击数大于100或贯入15cm的锤击数超过50时，试验停止。记录每贯入30cm的锤击数。

在动力触探试验过程中控制每隔1～2m深度进行剪切波速试验。进行剪切波速实验时，分别将震源贯入器6与接收贯入器7贯入到目标深度后，先对震源贯入器6进行动力贯入，贯入时探头1与周围土体作用产生剪切波，于接收贯入器7进行接收，得到剪切波的到达时间T。利用公式计算剪切波速V_s：

$V_s=\frac{L}{T}$

式中，L为震源贯入器6与接收贯入器7的距离，取2m。小变形剪切波速G₀的计算通过公式：

G₀＝ρV_s ²

式中，ρ为土体的密度。测试结束后将震源贯入器6与接收贯入器7分别贯入下一测试深度。测斜仪5用于对试验进行监控并进行深度矫正。

本发明的测试装置结合动力触探试验与剪切波速试验，解决了跨孔法剪切波速试验需要预设钻孔，费时费工的问题。利用该测试装置能够快速有效地获得场地的锤击数、剪切波速。可用于场地土层划分，确定土体多种强度、变形参数、地基承载力、单桩承载力，并对场地进行液化判定。可为岩土工程勘测设计提供快捷有效的技术参数。

Claims (9)

1.一种剪切波速动力触探贯入器，其特征在于，该触探贯入器包括探头(1)，触探杆(2)，穿心锤(3)，加速度计(4)，测斜仪(5)；其中，穿心锤(3)位于触探杆(2)的上部，探头(1)位于触探杆(2)的下部，加速度计(4)位于探头(1)中，测斜仪(5)位于触探杆(2)中。

2.根据权利要求1所述的剪切波速动力触探贯入器，其特征在于所述探头(1)圆锥部分锥角为60°，外径40mm；上部转接部分最大外径40mm，最小外径25mm，长24mm。

3.根据权利要求1所述的剪切波速动力触探贯入器，其特征在于所述触探杆(2)外径为25mm，长1000mm。

4.根据权利要求1所述的剪切波速动力触探贯入器，其特征在于所述穿心锤(3)重10kg。

5.根据权利要求1所述的剪切波速动力触探贯入器，其特征在于所述加速度计(4)位于探头圆锥部分与上部转接部分之间，采用冲击加速度传感器，量程为±10000g。

6.根据权利要求1所述的剪切波速动力触探贯入器，其特征在于所述测斜仪(5)，位于触探杆(2)内部，其顶角测量范围：0°～15°；测量精度为±0.1°；顶角分辨率为0.01°。

7.一种使用权利要求1所述剪切波速动力触探贯入器的测试装置，该装置主要包括震源贯入器(6)，接收贯入器(7)，支架(8)，数据采集仪(9)，计算机(10)；其中，震源贯入器(6)和接收贯入器(7)分别由支架(8)支撑，震源贯入器(6)和接收贯入器(7)的输出信号通过数据采集仪(9)传输到计算机(10)。

8.根据权利要求7所述的剪切波速动力触探测试装置，其特征在于所述支架(8)钢制，控制震源贯入器(6)与接收贯入器(7)之间间距为2m。

9.根据权利要求7所述的剪切波速动力触探测试装置，其特征在于所述数据采集仪(9)使用带通滤波器进行滤波，工作带宽为1-10kHz，灵敏度为0.5mV/g。