CN106498919B - 一种自动校正垂直度的海床式静力触探设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动校正垂直度的海床式静力触探设备，该设备由钢缆(1)将本设备吊装放置在需要测试的位置，由贯入设备(3)内部施加的贯入力将静力触探探头(7)贯入测试位置，设备由支撑斜杆(6)支撑。当测试位置不平整，则可通过贯入平台(5)内的球型轴承(4)自动调整静力触探探头的角度，同时通过贯入设备底部的智能液压千斤顶调整贯入设备的倾斜度完成测试。将本设备从船上吊装放入水下，当静力触探探头完全竖直时通过连续、匀速贯入获取锥尖阻力、侧壁摩阻力以及孔隙水压力参数，获得的参数不要进行角度校正，大大地减少了工作量。

Description

一种自动校正垂直度的海床式静力触探设备

技术领域

本发明是一种自动校正垂直度的海床式静力触探设备，特别是岩土工程领域中一种能够直接获取岩土参数的原位测试装置。

背景技术

随着我国经济的快速发展，技术不断地提高，交流变得日益频繁，因此跨海大桥、过江隧道都随处可见，此外海洋资源的开发，海上风电的兴起都需要获取水下原位准确的岩土参数。水下土的取样很困难，加上取样造成的扰动都为设计、生产带来很多问题，因此水上静力触探成为了一种理想的获取岩土参数的手段。水上静力触探即是将静力触探设备通过船只运到需要测试的地方，通过船上的起重设备，用缆绳将贯入设备放置在海床上，通过贯入设备连续地将静力触探探头贯入土中，获取锥尖阻力、侧壁摩阻力以及孔隙水压力参数，通过参数的分析准确地计算出土的各项参数。由于水底的条件复杂，绝大多数的情况下都不平整，因此获取的参数都需要校正，耗时、耗力。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的水底条件负责造成的设备不平整，获取参数耗时耗力等不足，提供一种自动校正垂直度的海床式静力触探设备。

本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种自动校正垂直度的海床式静力触探设备，包括贯入设备（3）、球形轴承（4）、贯入平台（5）、支撑斜杆（6）和千斤顶，所述支撑斜杆（6）安装在贯入平台（5）底部；而贯入平台（5）的顶部与千斤顶底部固定连接；所述千斤顶顶端为球体，且该千斤顶顶端嵌入贯入设备（3）底部开设的球形槽内；所述贯入平台（5）上开设有球形轴承安装凹槽，所述球形轴承（4）安装在球形轴承安装凹槽内；所述贯入设备（3）与贯入平台（5）相背离的一侧设置有探头校正活动区；所述球形轴承（4）设置有一个贯通其中心的通道。

进一步的，所述贯入设备（3）上设有滑轮（2），所述滑轮（2）连接有钢缆（1），所述钢缆（1）与起重设备相连接。

进一步的，所述滑轮（2）至少有2个。

进一步的，所述钢缆（1）为单股，所述钢缆（1）将滑轮（2）串联在一起，钢缆直径≥30mm，滑轮（2）的直径＞30mm；

或者所述钢缆（1）为双股，所述钢缆（1）将滑轮（2）并联在一起，钢缆直径≥15mm，滑轮（2）的直径＞15mm。

进一步的，所述千斤顶为四个，分别位于所述贯入设备（3）的四个边角，且所述千斤顶为智能液压型千斤顶，通过遥控设备调节高度。

进一步的，所述支撑斜杆（6）长度为1000mm～1500mm，支撑斜杆（6）与地面的倾斜角度为30～35°，所述支撑斜杆（6）为L形型钢，直径＞5mm；或者所述支撑斜杆（6）为钢管，直径＞5mm。

进一步的，所述支撑斜杆（6）至少有3个。

本发明的有益效果为：

将设备放入水下以后，由支座支撑设备，支座上方的贯入平台中有一个球形轴承，由于重力的影响通过球形轴承的转动来调节静力触探探头的垂直度，而智能液压千斤顶对贯入设备倾斜度的调节保证正常贯入。当静力触探探头完全竖直时通过连续、匀速贯入获取锥尖阻力、侧壁摩阻力以及孔隙水压力参数，获得的参数不要进行角度校正，大大地减少了工作量。

附图说明

图1是本发明用于自动校正垂直度的海床式静力触探设备的结构示意图。

附图标记说明

1-钢缆、2-滑轮、3-贯入设备、4-球形轴承、5-贯入平台、6-支撑斜杆、7-静力触探探头。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

如图1所示，一种自动校正垂直度的海床式静力触探设备，包括贯入设备、球形轴承、贯入平台、支撑斜杆和千斤顶，支撑斜杆安装在贯入平台底部；而贯入平台的顶部与千斤顶底部固定连接；千斤顶顶端为球体，且该千斤顶顶端嵌入贯入设备底部开设的球形槽内；贯入平台为开设有球形轴承安装凹槽的钢板，球形轴承安装在球形轴承安装凹槽内；贯入设备与贯入平台相背离的一侧设置有探头校正活动区；球形轴承设置有一个贯通其中心的通道。

贯入设备上设有滑轮，滑轮连接有钢缆，钢缆与起重设备相连接，钢缆长度可通过滑轮调节。滑轮至少有2个，保证起吊时的平衡。

钢缆为单股，钢缆将滑轮串联在一起，钢缆直径≥30mm，滑轮的直径＞30mm；或者钢缆为双股，钢缆将滑轮并联在一起，钢缆直径≥15mm，滑轮的直径＞15mm。

千斤顶为四个，分别位于贯入设备的四个边角，且千斤顶为智能液压型千斤顶，通过遥控设备调节高度。

球形轴承的直径为100mm～150mm，球形轴承中部贯通的孔直径为35mm～40mm。

支撑斜杆长度为1000mm～1500mm，支撑斜杆与地面的倾斜角度为30～35°。支撑斜杆为L形型钢，直径＞5mm；或者支撑斜杆为钢管，直径＞5mm。支撑斜杆至少有3个，保证放置时的稳定。

下面阐述应用本发明的具体方法步骤及相应工作原理：

工作时，将静力触探探头依次穿过探头校正活动区以及球形轴承的通道进行安置。通过贯入设备顶部的滑轮连接钢缆，从而将设备与船只连接，船只将自动校正垂直度的海床式静力触探设备运载至需要测试的地方，使用滑轮的转动调节钢缆垂挂的长短，将自动校正垂直度的海床式静力触探设备放置在水下海床或河床上。支撑斜杆支撑整个装备，并保持稳定。

由于水下场地并非完全平整，因此会产生一定的倾斜，静力触探探头会在重力影响下通过倾斜角度由球形轴承带动摇摆校正，而静力触探探头在贯入设备的部分也可在探头校正活动区自由摆动。同时为了使贯入设备能够正常贯入静力触探探头，遥控千斤顶使贯入设备与静力触探探头倾斜角度一致，千斤顶顶端的球体设计保证了推动贯入设备时的顺畅。当静力触探探头完全竖直时通过连续、匀速贯入获取锥尖阻力、侧壁摩阻力以及孔隙水压力参数，获得的参数不要进行角度校正，大大地减少了工作量。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种自动校正垂直度的海床式静力触探设备，其特征在于：包括贯入设备(3)、球形轴承(4)、贯入平台(5)、支撑斜杆(6)和千斤顶，所述支撑斜杆(6)安装在贯入平台(5)底部；而贯入平台(5)的顶部与千斤顶底部固定连接；所述千斤顶顶端为球体，且该千斤顶顶端嵌入贯入设备(3)底部开设的球形槽内；所述贯入平台(5)上开设有球形轴承安装凹槽，所述球形轴承(4)安装在球形轴承安装凹槽内；所述贯入设备(3)与贯入平台(5)相背离的一侧设置有探头校正活动区；所述球形轴承(4)设置有一个贯通其中心的通道；将静力触探探头依次穿过探头校正活动区以及球形轴承的通道进行安置。

2.如权利要求1所述的一种自动校正垂直度的海床式静力触探设备，其特征在于：所述贯入设备(3)上设有滑轮(2)，所述滑轮(2)连接有钢缆(1)，所述钢缆(1)与起重设备相连接。

3.如权利要求2所述的一种自动校正垂直度的海床式静力触探设备，其特征在于：所述滑轮(2)至少有2个。

4.如权利要求3所述的一种自动校正垂直度的海床式静力触探设备，其特征在于：所述钢缆(1)为单股，所述钢缆(1)将滑轮(2)串联在一起，钢缆直径≥30mm，滑轮(2)的直径＞30mm；

或者所述钢缆(1)为双股，所述钢缆(1)将滑轮(2)并联在一起，钢缆直径≥15mm，滑轮(2)的直径＞15mm。

5.如权利要求1所述的一种自动校正垂直度的海床式静力触探设备，其特征在于：所述千斤顶为四个，分别位于所述贯入设备(3)的四个边角，且所述千斤顶为智能液压型千斤顶，通过遥控设备调节高度。

6.如权利要求1所述的一种自动校正垂直度的海床式静力触探设备，其特征在于：所述支撑斜杆(6)长度为1000mm～1500mm，支撑斜杆(6)与地面的倾斜角度为30～35°，所述支撑斜杆(6)为L形型钢，直径＞5mm；或者所述支撑斜杆(6)为钢管，直径＞5mm。

7.如权利要求6所述的一种自动校正垂直度的海床式静力触探设备，其特征在于：所述支撑斜杆(6)至少有3个。