CN106638536B - 一种双轮式海洋静力触探贯入设备及其贯入方法 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种双轮式海洋静力触探贯入设备，该仪器包括：设备外壳通过防水电机支架将防水电机固定住，设备外壳通过轴承将转轮支撑，设备外壳底面有筒式贯入固定管，固定管可以将合并的链式静力触探探杆和静力触探探头贯入土中。转轮上的转轴通过皮带相连。设备外壳顶部通过数据采集仪支架将数据采集仪固定，数据采集仪的数据通过数据连接线从探头底部传输，数据连接线卷曲在卷线器上，卷线器中部有小轴承。采用本装置，具有原位、直接、快速、准确、经济等特点，为岩土工程地基处理实践提供有力的测试工具。

Description

一种双轮式海洋静力触探贯入设备及其贯入方法

技术领域

本发明属于岩土工程领域，具体涉及一种双轮式海洋静力触探贯入设备。

背景技术

随着我国经济的高速发展，我国港口、公路、建筑和水利建设事业也随之蓬勃发展，工程的建设、航道、河道、湖泊的疏浚和拓宽以及港口的新建、扩建等工程项目都不可避免地在水上进行。水上项目取土难度大，加上软土含水量高，取土很容易造成扰动，因此一般进行原位测试。原位测试是指在不破坏、不扰动或较少扰动测试对象原有状态下，通过试验手段测定特定的物理量，进而评价被测对象性能和状态。对于土的性状评价原位测试主要有静力触探试验、旁压试验、标准贯入试验、载荷试验和十字板剪切试验等，一般而言，这些试验方法在陆地上比较可行，但是在水中进行的只有静力触探试验。静力触探试验是指利用压力装置将带有触探头的触探杆压入试验土中，通过量测系统测试土的锥尖阻力、侧壁摩阻力等，可确定土的某些基本物理力学特性，如土的变形模量、土的容许承载力等，静力触探技术至今已有80多年的历史。国际上广泛应用静力触探，部分或全部代替了工程勘察中的钻探和取样。

随着近些年海上项目的逐年增加，很多公司都面向海洋开发了海洋静力触探设备，但是这些设备都有一定的不足。其中，最突出的问题是不能全自动地连续贯入，这些设备在贯入前都需要人工将探杆连接、穿线，非常耗费时间。

发明内容

技术问题：本发明的目的是针对现有技术不能完全自动贯入的不足，提供一种双轮式海洋静力触探贯入设备，能够直接、连续地分析测试土层。本设备设计了一种只能单向卷曲的链式静力触探探杆，可以通过转轮将探杆收纳起来，贯入过程中又可以通过电机直接贯入，不需要人工穿线、接杆，大大地缩短工作时间。

技术方案：一种双轮式海洋静力触探贯入设备，包括设备外壳、转轮、转轴、轴承、链式静力触探探杆、皮带、防水电机、筒式贯入固定管、静力触探探头、数据采集仪、小轴承、卷线器、数据连接线；

所述设备外壳底部两侧对称的设置有两个防水电机，两个防水电机中间设置有一根竖直放置的筒式贯入固定管；

所述设备外壳顶部中间位置固定设置有数据采集仪，所述数据采集仪为圆柱体，外侧有一个固定于小轴承上的卷线器，所述卷线器收纳静力触探探头与数据采集仪的数据连接线；

所述设备外壳内与两个防水电机对应的上方分别固定两个轴承于设备外壳前后两侧面上，两个轴承上各固定一个转轮和转轴，两个转轮中收纳链式静力触探探杆，链式静力触探探杆顶部为静力触探探头；

将链式静力触探探杆端部插入筒式贯入固定管，利用两个防水电机通过皮带套接于两个转轮和小轴承上，带动两个转轮和卷线器转动，将在筒式贯入固定管中合并的链式静力触探探杆和静力触探探头贯入土中。

进一步的，每个防水电机通过一个防水电机支架固定于设备外壳底部。

进一步的，所述数据采集仪通过数据采集仪支架固定于设备外壳顶部中间位置。

进一步的，设备外壳为一个方体钢壳，长度为2.5m～3.5m，宽度为2.5m～3.5m，高度为2m～2.5m。

进一步的，在于：所述筒式贯入固定管的直径为40mm～45mm，高度为50cm～75cm。

本发明还提供一种所述的一种双轮式海洋静力触探贯入设备的使用方法，将设备放置水下，通过水上作业平台输电使在设备外壳内固定的防水电机转动，防水电机通过皮带带动两个转轮和卷线器转动，从而使两根链式静力触探探杆在筒式贯入固定管合并，并在贯入力作用下使静力触探探头贯入土中。

有益效果：与传统测试技术相比，本发明解决了以往设备不能在水下连续、自动贯入的缺陷，将本设备放置在测试位置即可获取该位置的贯入参数，评价土体性质，使得测试技术能够更全面、方便、准确的服务于岩土工程领域。本发明具有连续性、可靠性和可重复性的特点。

附图说明

图1是本发明用于一种双轮式海洋静力触探贯入设备的结构示意图。

其中有：设备外壳1、转轮2、转轴3、轴承4、链式静力触探探杆5、皮带6、防水电机7、防水电机支架8、筒式贯入固定管9、静力触探探头10、数据采集仪支架11、数据采集仪12、小轴承13、卷线器14、数据连接线15。

具体实施方式

下面结合附图和具体实例，进一步阐明本发明，应理解这些实例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

请参阅图1所示，本发明公开一种双轮式海洋静力触探贯入设备，设备外壳1为一个方体钢壳，其长度为2.5m～3.5m，宽度为2.5m～3.5m，高度为2m～2.5m。设备外壳底部两侧对称的设置有两个防水电机支架8，每个防水电机支架8上固定一个防水电机7，防水电机支架8中间有一根直径为40mm～45mm的竖直放置的筒式贯入固定管9，该筒式贯入固定管9高度为50cm～75cm。设备外壳1顶部中间有一个数据采集仪支架11，其作用主要是固定数据采集仪12。数据采集仪12为圆柱体，外侧有一个卷线器14，其作用是将连接静力触探探头10与数据采集仪12的数据连接线15收纳起来，其动力主要来自防水电机7带动小轴承13转动。所述设备外壳1内与两个防水电机7对应的上方分别固定两个轴承4于设备外壳1前后两侧面上，两个轴承4上各固定一个转轮2和转轴3，两个转轮2中收纳链式静力触探探杆5，链式静力触探探杆5只能单向弯曲，链式静力触探探杆5顶部为静力触探探头10。将链式静力触探探杆端部插入筒式贯入固定管9，利用两个防水电机7通过皮带带动两个转轮2和卷线器14转动，将在筒式贯入固定管9中合并的链式静力触探探杆5和静力触探探头10贯入土中。

使得链式静力触探探杆顶部的静力触探探头和数据连接线贯穿筒式贯入固定管至设备外壳下方。

下面通过具体的试验实施例说明本发明一种双轮式海洋静力触探贯入设备的使用方法：

将该设备放置水下，设备外壳1通过防水电机支架8将防水电机7固定住，设备外壳1通过轴承4将转轮2支撑，设备外壳1底面有筒式贯入固定管9，固定管可以将合并的链式静力触探探杆5和静力触探探头10贯入土中。转轮2上的转轴3通过皮带6相连。设备外壳顶部通过数据采集仪支架11将数据采集仪12固定，数据采集仪12的数据通过数据连接线15从探头底部传输，数据连接线15卷曲在卷线器14上，卷线器14中部有小轴承13。通过水上作业平台输电使在设备外壳上固定的防水电机7转动，防水电机7通过皮带6带动转轮2和卷线器14转动，从而使两根链式静力触探探杆5在筒式贯入固定管9合并，并在贯入力作用下使静力触探探头10贯入土中。

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 (6)

1.一种双轮式海洋静力触探贯入设备，其特征在于：包括设备外壳(1)、转轮(2)、转轴(3)、轴承(4)、链式静力触探探杆(5)、皮带(6)、防水电机(7)、筒式贯入固定管(9)、静力触探探头(10)、数据采集仪(12)、小轴承(13)、卷线器(14)、数据连接线(15)；

所述设备外壳(1)底部两侧对称的设置有两个防水电机(7)，两个防水电机(7)中间设置有一根竖直放置的筒式贯入固定管(9)；

所述设备外壳(1)顶部中间位置固定设置有数据采集仪(12)，所述数据采集仪(12)为圆柱体，外侧有一个固定于小轴承(13)上的卷线器(14)，所述卷线器(14)收纳静力触探探头(10)与数据采集仪(12)的数据连接线(15)；

所述设备外壳(1)内与两个防水电机(7)对应的上方分别固定两个轴承(4)于设备外壳(1)前后两侧面上，两个轴承(4)上各固定一个转轮(2)和转轴(3)，两个转轮(2)中收纳链式静力触探探杆(5)，链式静力触探探杆(5)顶部为静力触探探头(10)；所述的链式静力触探探杆(5)为只能单向卷曲的链式静力触探探杆；

将链式静力触探探杆端部插入筒式贯入固定管(9)，利用两个防水电机(7)通过皮带(6)套接于两个转轮(2)和小轴承(13)上，带动两个转轮(2)和卷线器(14)转动，将在筒式贯入固定管(9)中合并的链式静力触探探杆(5)和静力触探探头(10)贯入土中。

2.根据权利要求1所述的一种双轮式海洋静力触探贯入设备，其特征在于：每个防水电机(7)通过一个防水电机支架(8)固定于设备外壳(1)底部。

3.根据权利要求1所述的一种双轮式海洋静力触探贯入设备，其特征在于：所述数据采集仪(12)通过数据采集仪支架(11)固定于设备外壳(1)顶部中间位置。

4.根据权利要求1所述的一种双轮式海洋静力触探贯入设备，其特征在于：设备外壳(1)为一个方体钢壳，长度为2.5m～3.5m，宽度为2.5m～3.5m，高度为2m～2.5m。

5.根据权利要求1或4所述的一种双轮式海洋静力触探贯入设备，其特征在于：所述筒式贯入固定管(9)的直径为40mm～45mm，高度为50cm～75cm。

6.一种如权利要求1-5任一所述的一种双轮式海洋静力触探贯入设备的使用方法，其特征在于：将设备放置水下，通过水上作业平台输电使在设备外壳内固定的防水电机转动，防水电机通过皮带带动两个转轮和卷线器转动，从而使两根链式静力触探探杆在筒式贯入固定管合并，并在贯入力作用下使静力触探探头贯入土中。