CN111139812A - 一种岩土地质勘探用静力触探装置及方法 - Google Patents
一种岩土地质勘探用静力触探装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111139812A CN111139812A CN201911397204.2A CN201911397204A CN111139812A CN 111139812 A CN111139812 A CN 111139812A CN 201911397204 A CN201911397204 A CN 201911397204A CN 111139812 A CN111139812 A CN 111139812A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hydraulic cylinder
- horizontal
- probe rod
- probe
- plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000003068 static effect Effects 0.000 title claims abstract description 48
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 103
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 31
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 31
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 14
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 11
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 9
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 7
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 241001391944 Commicarpus scandens Species 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 235000017166 Bambusa arundinacea Nutrition 0.000 description 1
- 235000017491 Bambusa tulda Nutrition 0.000 description 1
- 241001330002 Bambuseae Species 0.000 description 1
- 235000015334 Phyllostachys viridis Nutrition 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 239000011425 bamboo Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D1/00—Investigation of foundation soil in situ
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D2600/00—Miscellaneous
- E02D2600/10—Miscellaneous comprising sensor means
Abstract
本发明公开了一种岩土地质勘探用静力触探装置及控制方法,采用本发明的控制方法,可以保证静力触探设备在实际勘探过程中,控制静力触探设备能够基于水平参数的变化,使得其探杆能够最大程度的垂直水平面压入岩土内,并且在出现误差时,能够及时调整控制参数。所述静力触探装置能够利用双轴水平传感器检测水平板的水平度,并将检测到的数据传送给处理器在显示屏上显示,通过转动第一丝杆,能够将水平板调节至水平状态,从而能够通过第一液压缸将探杆垂直水平面压入岩土内,从而能够增加检测数据的准确性,并且将探杆垂直压入不易发生断杆现象,并且能够利用第三液压缸对钢钉进行起拔,从而能够大大的降低钢钉拆除的难度。
Description
技术领域
本发明涉及地质勘探技术领域,具体来说,涉及一种岩土地质勘探用静力触探装置及控制方法。
背景技术
静力触探的基本原理就是用静压力将一个内部装有传感器的触探头以匀速压入土中,由于地层中各种土的软硬不同,探头所受的阻力自然也不一样,传感器将这种大小不同的贯入阻力通过电信号输入到记录仪表中记录下来,再通过贯入阻力与土的工程地质特征之间的定性关系和统计相关关系。静力触探既是一种原位测试手段,也是一种勘探手段,静力触探和常规的钻探、取样、室内试验等勘探程序相比,具有快速、精确、经济和节省人力等特点。静力触探主要适用于粘性土、粉性土和砂性土。
现有静力触探设备在实际勘探时岩土不一定都是水平的,并且现有的静力触探设备均直接固定在岩土上,而且缺少调节水平的装置,导致静力触探设备会出现歪斜的现象,进而会导致探杆并不是垂直水平面压入岩土内的,探杆偏斜不仅会导致测量数据失准,而且更容易导致探杆发生断杆现象,并且现有的静力触探装置均需要使用很长的钢钉固定在地面上进行勘探,勘探结束后通常需要人工对钢钉进行起拔,即使借助工具也非常不易将钢钉拔起,这就给静力触探装置的拆卸带来了麻烦。
针对相关技术中的问题,目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种岩土地质勘探用静力触探装置及控制方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
采用本发明的控制方法,可以保证静力触探设备在实际勘探过程中,控制静力触探设备能够基于水平参数的变化,使得其探杆能够最大程度的垂直水平面压入岩土内,并且在出现误差时,能够及时调整控制参数。
为实现上述技术效果,作为本发明的第一个贡献,本发明首先提供一种岩土地质勘探用静力触探装置包括底座、探杆和探头,所述底座呈长方形板状结构且所述底座中部开设有穿孔,所述底座的四个角均开设有安装孔,所述底座上方设有水平板,所述水平板的四个角下均开设有球形滑槽,所述球形滑槽内均滑动设有钢珠,所述钢珠下均固定设有第一丝杆,所述第一丝杆下端外壁螺纹连接有螺纹筒,所述螺纹筒均固定在所述底座上,所述水平板的两端上均固定设有第一液压缸,所述第一液压缸的活塞杆上设有固定板且所述第一液压缸的活塞杆均与所述固定板固定连接,所述水平板上固定设有双轴水平传感器,所述第一液压缸一侧外壁固定设有电气箱,所述电气箱一面外壁固定设有显示屏,所述电气箱内固定设有锂电池和处理器,所述双轴水平传感器、所述显示屏和所述锂电池均与所述处理器电性连接,所述水平板中部开设有第一限位孔,所述固定板中部开设有第二限位孔,所述固定板上固定设有卡块,所述卡块中部开设有第三限位孔,所述卡块一侧开设有空腔且所述空腔呈长方体结构,所述固定板一端上固定设有第二液压缸,所述第二液压缸的活塞杆贯穿所述卡块一侧壁伸入所述空腔内,所述第二液压缸的活塞杆一端固定设有卡板,所述卡板与所述探杆相匹配,所述探杆和所述探头上端均开设有螺纹孔,所述探杆下端固定设有第二丝杆,所述第二丝杆与所述螺纹孔相匹配,所述探杆和所述第二丝杆中部均开设有线孔,所述底座的四个角均固定设有圆筒,所述圆筒内均固定设有第三液压缸,所述第三液压缸的活塞杆下均固定设有圆盘。
进一步的,所述底座通过钢钉固定在地面上且所述钢钉均贯穿所述安装孔。
进一步的,所述第一丝杆上端外壁等间距焊接有数量为四个的金属杆,所述金属杆远离所述第一丝杆一端外壁均固定套设有防滑橡胶套。
进一步的,所述第一丝杆与所述螺纹筒之间设有限位绳,所述限位绳上端与所述第一丝杆下端固定连接,所述限位绳下端与所述螺纹筒下端内壁固定连接。
进一步的,所述卡板呈圆弧形结构且所述卡板与所述探杆相匹配,所述卡板内壁加工有水平方向的防滑纹。
进一步的,所述电气箱一面活动设有箱门,所述箱门上固定设有把手和箱锁。
进一步的,所述箱门下端开设有散热窗,所述散热窗内固定设有防尘网。
进一步的,所述穿孔、所述第一限位孔、所述第二限位孔和所述第三限位孔均同轴且所述穿孔的直径大于所述第一限位孔、所述第二限位孔和所述第三限位孔的直径。
在此基础上,作为本发明的另一个突出性贡献,本发明提出基于上述静力触探装置在使用过程中的精确水平控制方法,所述控制方法包括如下步骤:
K1:通过所述双轴水平传感器检测水平板的初始水平参数信息;
K2:基于水平参数信息,获取第一控制参数,基于所述第一控制参数,启动所述第一液压缸;
K3:经过预设时间段后,通过所述双轴水平传感器检测水平板的当前水平参数信息;
如果当前水平参数信息满足预设条件,则进入步骤K4;否则,基于当前水平参数信息Horxyi和初始水平参数信息Horxy0,重新获取第一控制参数,返回步骤K2;
需要注意的是,本发明中,首要需要确保第一液压缸的控制参数的调整趋势是正确的,才会进入后续的第二液压缸的控制调节;
K4:基于当前水平参数信息,获取第二控制参数,基于所述第二控制参数,启动所述第二液压缸,返回步骤K3;
其中,所述水平参数信息包括第一轴方向和第二轴方向的角度偏移量;
所述基于水平参数信息,获取第一控制参数,具体包括:
基于第一轴方向的角度偏移量,计算所述第一液压缸拉动所述固定板下移的拉力大小;
所述基于当前水平参数信息,获取第二控制参数,具体包括:
基于第二轴方向的角度偏移量,计算所述第二液压缸伸长带动卡板对探杆进行固定的夹持力大小;
所述当前水平参数信息满足预设条件,包括:
当前水平参数信息与最近的一个预设时间段之前的水平参数信息的变化量小于预定值。
上述控制方法用于在所述的岩土地质勘探用静力触探装置的使用过程中对其进行控制,所述静力触探装置的使用方法如下:
包括以下步骤:
步骤一:底座固定,使用钢钉将底座固定在待勘探的岩土地面上;
步骤二:调节水平板,通过观察显示屏能够得知水平板的水平信息,然后通过转动四根第一丝杆将水平板调节至水平状态,
步骤三:液压缸连接,将两个第一液压缸和第二液压缸与相应的液压泵、油箱和换向阀连接在一起;
步骤四:安装探头,将探头安装在最下端的探杆下端,然后在探杆上再螺纹连接一个探杆;
步骤五:探杆的固定,将探杆以此插进第三限位孔、第二限位孔、第一限位孔和穿孔且探头朝下,然后控制第二液压缸伸长带动卡板对探杆进行夹持固定;
步骤六:探杆下压,通过控制第一液压缸收缩带动固定板下移,从而能够带动探杆下压;
步骤七:添加探杆,将添加的探杆螺纹连接在最上方的探杆上,然后控制第二液压缸收缩,再控制第一液压缸伸长,然后再控制第二液压缸伸长带动卡板对探杆进行夹持固定,最后通过控制第一液压缸收缩带动固定板下移,从而能够带动探杆下压;
步骤八:重复步骤七直到静力触探达到预定深度。
本发明的前述控制方法可以应用于上述步骤五-七中涉及到要控制第一液压缸和第二液压缸的使用过程中。
进一步的,所述转动第一丝杆的方式均通过手握金属杆外壁的防滑橡胶套来转动第一丝杆。
上述控制方法的相关步骤与使用方法的相关步骤对应循环或者重复,即静力触探达到预定深度时,控制方法即停止。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
(1)控制方法可以保证静力触探设备在实际勘探过程中,控制静力触探设备能够基于水平参数的变化,使得其探杆能够最大程度的垂直水平面压入岩土内,并且在出现误差时,能够及时调整控制参数;
(2)通过设置底座、探杆、探头、水平板、球形滑槽、钢珠、第一丝杆、螺纹筒、第一液压缸、双轴传感器、显示屏、锂电池、处理器、卡块、螺纹孔、第二丝杆、卡板和第二液压缸,能够利用双轴水平传感器检测水平板的水平度,并将检测到的数据传送给处理器在显示屏上显示,通过转动第一丝杆,能够将水平板调节至水平状态,从而能够通过第一液压缸将探杆垂直水平面压入岩土内,从而能够增加检测数据的准确性,并且将探杆垂直压入不易发生断杆现象,并且能够利用第三液压缸对钢钉进行起拔,从而能够大大的降低钢钉拆除的难度。
(3)通过设置金属杆和防滑橡胶套,能够方便转动第一丝杆,且防滑橡胶套能够增加金属杆外壁的防滑性能;通过设置限位绳,能够对第一丝杆的活动范围进行限位,从而能够防止第一丝杆脱离螺纹筒;通过设置弧形结构的卡板和防滑纹,能够增加卡板与探杆的接触面积并且能够增加卡板与探杆之间的摩擦系数,从而能够使得卡板能够更好的利用摩擦力卡住探杆。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的一种岩土地质勘探用静力触探装置的结构示意图;
图2是根据本发明实施例的一种岩土地质勘探用静力触探装置中固定板和卡块的截面图;
图3是根据本发明实施例的一种岩土地质勘探用静力触探装置中电气箱的截面图;
图4是根据本发明实施例的一种岩土地质勘探用静力触探装置中钢珠、第一丝杆和螺纹筒的结构示意图;
图5是根据本发明实施例的一种岩土地质勘探用静力触探装置中金属杆和第一丝杆的结构示意图;
图6是根据本发明实施例的一种岩土地质勘探用静力触探装置中探杆和探头的结构示意图;
图7是根据本发明实施例的一种岩土地质勘探用静力触探装置中卡板的结构示意图;
图8是根据本发明实施例的一种岩土地质勘探用静力触探装置中圆筒的截面图;
图9是根据本发明实施例的一种岩土地质勘探用静力触探方法的流程图。
图10是基于图1-8所述装置在图9所述使用过程中的控制流程图
附图标记:
1、底座;2、探杆;3、探头;4、穿孔;5、安装孔;6、水平板;7、球形滑槽;8、钢珠;9、第一丝杆;10、螺纹筒;11、第一液压缸;12、固定板;13、双轴水平传感器;14、电气箱;15、显示屏;16、锂电池;17、处理器;18、第一限位孔;19、第二限位孔;20、卡块;21、第三限位孔;22、空腔;23、卡板;24、螺纹孔;25、第二丝杆;26、线孔;27、地面;28、钢钉;29、金属杆;30、防滑橡胶套;31、限位绳;32、防滑纹;33、箱门;34、把手;35、箱锁;36、散热窗;37、防尘网;38、第二液压缸;39、圆筒;40、第三液压缸;41、圆盘。
具体实施方式
下面,结合附图以及具体实施方式,对发明做出进一步的描述:
实施例一:
请参阅图1-8,根据本发明实施例的一种岩土地质勘探用静力触探装置,包括底座1、探杆2和探头3,所述底座1呈长方形板状结构且所述底座1中部开设有穿孔4,所述底座1的四个角均开设有安装孔5,所述底座1上方设有水平板6,所述水平板6的四个角下均开设有球形滑槽7,所述球形才动设有钢珠8,所述钢珠8下均固定设有第一丝杆9,所述第一丝杆9下端外壁螺纹连接有螺纹筒10,所述螺纹筒10均固定在所述底座1上,所述水平板6的两端上均固定设有第一液压缸11,所述第一液压缸11的活塞杆上设有固定板12且所述第一液压缸11的活塞杆均与所述固定板12固定连接,所述水平板6上固定设有双轴水平传感器13,所述第一液压缸11一侧外壁固定设有电气箱14,所述电气箱14一面外壁固定设有显示屏15,所述电气箱14内固定设有锂电池16和处理器17,所述双轴水平传感器13、所述显示屏15和所述锂电池16均与所述处理器17电性连接,所述水平板6中部开设有第一限位孔18,所述固定板12中部开设有第二限位孔19,所述固定板12上固定设有卡块20,所述卡块20中部开设有第三限位孔21,所述卡块20一侧开设有空腔22且所述空腔22呈长方体结构,所述固定板12一端上固定设有第二液压缸38,所述第二液压缸38的活塞杆贯穿所述卡块20一侧壁伸入所述空腔22内,所述第二液压缸38的活塞杆一端固定设有卡板23,所述卡板23与所述探杆2相匹配,所述探杆2和所述探头3上端均开设有螺纹孔24,所述探杆2下端固定设有第二丝杆25,所述第二丝杆25与所述螺纹孔24相匹配,所述探杆2和所述第二丝杆25中部均开设有线孔26,所述底座1的四个角均固定设有圆筒39,所述圆筒39内均固定设有第三液压缸40,所述第三液压缸40的活塞杆下均固定设有圆盘41。
通过本发明的上述方案,能够利用双轴水平传感器13检测水平板6的水平度,并将检测到的数据传送给处理器17在显示屏15上显示,通过转动第一丝杆9,能够将水平板6调节至水平状态,从而能够通过第一液压缸11将探杆2垂直水平面压入岩土内,从而能够增加检测数据的准确性,并且将探杆2垂直压入不易发生断杆现象,并且能够利用第三液压缸40对钢钉28进行起拔,从而能够大大的降低钢钉28拆除的难度。
实施例二:
请参阅图1、4和5,对于底座1来说,所述底座1通过钢钉28固定在地面27上且所述钢钉28均贯穿所述安装孔5;对于第一丝杆9来说,所述第一丝杆9上端外壁等间距焊接有数量为四个的金属杆29,所述金属杆29远离所述第一丝杆9一端外壁均固定套设有防滑橡胶套30。
通过本发明的上述方案,金属杆29能够方便转动第一丝杆9,且防滑橡胶套30能够增加金属杆29外壁的防滑性能。
实施例三:
请参阅图4和7,对于第一丝杆9来说,所述第一丝杆9与所述螺纹筒10之间设有限位绳31,所述限位绳31上端与所述第一丝杆9下端固定连接,所述限位绳31下端与所述螺纹筒10下端内壁固定连接;对于卡板23来说,所述卡板23呈圆弧形结构且所述卡板23与所述探杆2相匹配,所述卡板23内壁加工有水平方向的防滑纹32。
通过本发明的上述方案,限位绳31能够对第一丝杆9的活动范围进行限位,从而能够防止第一丝杆9脱离螺纹筒10,并且能够增加卡板23与探杆2的接触面积并且能够增加卡板23与探杆2之间的摩擦系数,从而能够使得卡板23能够更好的利用摩擦力卡住探杆2。
实施例四:
请参阅图1和3,对于电气箱14来说,所述电气箱14一面活动设有箱门33,所述箱门33上固定设有把手34和箱锁35;对于箱门33来说,所述箱门33下端开设有散热窗36,所述散热窗36内固定设有防尘网37;对于穿孔4、第一限位孔18、第二限位孔19和第三限位孔21来说,所述穿孔4、所述第一限位孔18、所述第二限位孔19和所述第三限位孔21均同轴且所述穿孔4的直径大于所述第一限位孔18、所述第二限位孔19和所述第三限位孔21的直径。
通过本发明的上述方案,把手34能够用于开关箱门33,并且箱锁35能够增加电气箱14的安全性,散热窗36能够增加电气箱14的散热性能,并且防尘网37能够防止灰尘进入电气箱14内。
根据本发明的实施例,还提供了一种岩土地质勘探用静力触探方法。
如图9所示,根据本发明实施例的一种岩土地质勘探用静力触探方法,包括以下步骤:
步骤S101:底座1固定,使用钢钉28将底座1固定在待勘探的岩土地面27上;
步骤S103:调节水平板6,通过观察显示屏15能够得知水平板6的水平信息,然后通过转动四根第一丝杆9将水平板6调节至水平状态;
步骤S105:液压缸连接,将两个第一液压缸11和第二液压缸38与相应的液压泵、油箱和换向阀连接在一起;
步骤S107:安装探头3,将探头3安装在最下端的探杆2下端,然后在探杆2上再螺纹连接一个探杆2;
步骤S109:探杆2的固定,将探杆2以此插进第三限位孔21、第二限位孔19、第一限位孔18和穿孔4且探头3朝下,然后控制第二液压缸38伸长带动卡板23对探杆2进行夹持固定;
步骤S1011:探杆2下压,通过控制第一液压缸11收缩带动固定板12下移,从而能够带动探杆2下压;
步骤S1013:添加探杆2,将添加的探杆2螺纹连接在最上方的探杆2上,然后控制第二液压缸38收缩,再控制第一液压缸11伸长,然后再控制第二液压缸38伸长带动卡板23对探杆2进行夹持固定,最后通过控制第一液压缸11收缩带动固定板12下移,从而能够带动探杆2下压;
步骤S1015:重复步骤S1013直到静力触探达到预定深度。
为了方便理解本发明的上述技术方案,以下就本发明在实际过程中的工作原理或者操作方式进行详细说明。
在实际应用时,能够利用双轴水平传感器13检测水平板6的水平度,并将检测到的数据传送给处理器17在显示屏15上显示,通过转动第一丝杆9,能够将水平板6调节至水平状态,从而能够通过第一液压缸11将探杆2垂直水平面压入岩土内,从而能够增加检测数据的准确性,并且将探杆2垂直压入不易发生断杆现象,在对钢钉28进行起拔时,通过控制第三液压缸40伸长,能够让圆盘41顶住地面,从而能够将整个底座1向上顶起,从而能够将钢钉28拔起,大大的降低钢钉28拆除的难度,金属杆29能够方便转动第一丝杆9,且防滑橡胶套30能够增加金属杆29外壁的防滑性能,限位绳31能够对第一丝杆9的活动范围进行限位,从而能够防止第一丝杆9脱离螺纹筒10,并且能够增加卡板23与探杆2的接触面积并且能够增加卡板23与探杆2之间的摩擦系数,从而能够使得卡板23能够更好的利用摩擦力卡住探杆2,把手34能够用于开关箱门33,并且箱锁35能够增加电气箱14的安全性,散热窗36能够增加电气箱14的散热性能,并且防尘网37能够防止灰尘进入电气箱14内。
进一步参见图10,是基于图1-8所述装置在图9所述使用过程中的控制流程图,所述控制方法主要包括K1-K4的循环执行步骤,所述具体包括:
K1:通过所述双轴水平传感器检测水平板的初始水平参数信息;
在本实施例中,双轴水平传感器可以是双轴的倾角传感器,可以测量X轴和Y轴两个方向的角度;
所述初始水平参数信息包括安装好所述静力触探后的水平板的两个轴方向的角度信息参数;
K2:基于水平参数信息,获取第一控制参数,基于所述第一控制参数,启动所述第一液压缸;
通常情况下,可以通过转动四根第一丝将水平板调节至水平状态,但是,这里的水平状态仅仅是相对水平,而不是绝对的水平,双轴水平传感器此时检测到的仍然是存在倾斜信息的水平参数;
此时,就需要根据所述存在倾斜信息的水平参数值,控制所述第一液压缸拉动所述固定板下移的拉力大小;
举例来说,如果存在倾斜信息的水平参数值中,偏向第一液压缸侧的角度较大,则第一液压缸的控制参数也应当调节至标准值以下;反之,则应当调节至标准值以上,这里的标准值,可以是出厂设置值,或者是最近一次使用的参数值;
K3:经过预设时间段后,通过所述双轴水平传感器检测水平板的当前水平参数信息;
如果当前水平参数信息满足预设条件,则进入步骤K4;
否则,基于当前水平参数信息和初始水平参数信息,重新获取第一控制参数,返回步骤K2;
这里的预设时间段,是指第一液压缸运行一段时间之后。需要值得注意的是,这个预设时间段相对较短,一般在3秒以内,以便能够使得整个控制过程的精度得到保证;
值得指出,本实例中,首要需要确保第一液压缸的控制参数的调整趋势是正确的,才会进入后续的第二液压缸的控制调节,否则便会陷入一步有误、步步有误的循环迭代陷阱;
K4:基于当前水平参数信息,获取第二控制参数,基于所述第二控制参数,启动所述第二液压缸,返回步骤K3;
其中,所述水平参数信息包括第一轴方向和第二轴方向的角度偏移量;
所述基于水平参数信息,获取第一控制参数,具体包括:
基于第一轴方向的角度偏移量,计算所述第一液压缸拉动所述固定板下移的拉力大小;
如前所述,如果存在倾斜信息的水平参数值中,偏向第一液压缸侧的角度较大,则第一液压缸的控制参数也应当调节至标准值以下;反之,则应当调节至标准值以上,这里的标准值,可以是出厂设置值,或者是最近一次使用的参数值;
所述基于当前水平参数信息,获取第二控制参数,具体包括:
基于第二轴方向的角度偏移量,计算所述第二液压缸伸长带动卡板对探杆进行固定的夹持力大小。
需要注意的是,双轴的倾角传感器可以测量X轴和Y轴两个方向的角度了,但是需要注意的是双轴的只能测一条轴向的角度,X轴或Y轴,若同时测量则会引起横轴误差,不能确定其值;因此,本实施例中,单独利用第一轴方向或者第二轴方向,从而保证其精确度。
同样的,这里的第二液压缸的控制参数调节也可以参照前述第一液压缸,例如,如果存在倾斜信息的水平参数值中,偏向第二液压缸侧的角度较大,则第二液压缸的控制参数也应当调节至标准值以下;反之,则应当调节至标准值以上,这里的标准值,可以是出厂设置值,或者是最近一次使用的参数值;
当然,本发明不以此为限,重要总体效果是抵消所述倾斜偏差即可。
所述当前水平参数信息满足预设条件,包括:
当前水平参数信息与最近的一个预设时间段之前的水平参数信息的变化量小于预定值。
作为体现本发明现对于现有技术重要改进点的关键技术手段,本发明采用水平参数信息的变化量来衡量每个调整周期中的所述控制参数是否调整合适。
例如,在当前时间点处获取第二轴方向的角度偏移量J1,和三秒前(预设时间段)获取的第二轴方向的角度偏移量J0,如果|J1-J0|/3>δ,δ为预定的标准值,则意味着调整过大,需要返回;
当然这里的预设条件的具体算法不以此为限,只要充分利用到两个时间节点处的水平参数信息的变化量即可,而变化量如何获取,本领域技术人员有多种处理方式,不再赘述。
需要指出的是,本实施例的控制方法包括K1-K4之内的循环迭代过程,但是图10中并未示出迭代循环的退出过程,这是因为,上述控制方法的相关步骤与使用方法的相关步骤对应循环或者重复,即静力触探达到预定深度时,控制方法即停止。
例如,在K1-K4的每一个步骤之后,均可以增设判断步骤;或者在步骤K1-K4其中之一之前或者之后,设置一个判断步骤,判断静力触探是否达到预定深度,如果达到,则退出所述控制方法。
图10的控制方法可以应用于上述步骤五-七中涉及到要控制第一液压缸和第二液压缸的使用过程中。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种岩土地质勘探用静力触探装置的控制方法,所述触探装置包括底座、设置于所述底座上的水平板、固定于所述水平板两端的第一液压缸以及双轴水平传感器;所述第一液压缸的活塞杆上设有固定板,所述固定板一端上固定设有第二液压缸;所述第二液压缸的活塞杆贯穿所述卡块一侧壁伸入空腔内,所述第二液压缸的活塞杆一端固定设有卡板,所述卡板与探杆相匹配;所述探杆和探头上端均开设有螺纹孔,所述探杆下端固定设有第二丝杆,所述第二丝杆与所述螺纹孔相匹配,所述探杆和所述第二丝杆中部均开设有线孔,所述底座的四个角均固定设有圆筒,所述圆筒内均固定设有第三液压缸,所述第三液压缸的活塞杆下均固定设有圆盘;
其特征在于,所述控制方法包括如下步骤:
K1:通过所述双轴水平传感器检测水平板的初始水平参数信息;
K2:基于水平参数信息,获取第一控制参数,基于所述第一控制参数,启动所述第一液压缸;
K3:经过预设时间段后,通过所述双轴水平传感器检测水平板的当前水平参数信息;
如果当前水平参数信息满足预设条件,则进入步骤K4;否则,基于当前水平参数信息和初始水平参数信息,重新获取第一控制参数,返回步骤K2;
K4:基于当前水平参数信息,获取第二控制参数,基于所述第二控制参数,启动所述第二液压缸,返回步骤K3;
其中,所述水平参数信息包括第一轴方向和第二轴方向的角度偏移量;所述基于水平参数信息,获取第一控制参数,具体包括:
基于第一轴方向的角度偏移量,计算所述第一液压缸拉动所述固定板下移的拉力大小;
所述基于当前水平参数信息,获取第二控制参数,具体包括:
基于第二轴方向的角度偏移量,计算所述第二液压缸伸长带动卡板对探杆进行固定的夹持力大小;
所述当前水平参数信息满足预设条件,包括:
当前水平参数信息与最近的一个预设时间段之前的水平参数信息的变化量小于预定值。
2.如权利要求1所述的控制方法,用于所述的岩土地质勘探用静力触探装置的使用过程中的控制,所述静力触探装置的使用方法如下:
步骤一:底座固定,使用钢钉将底座固定在待勘探的岩土地面上;
步骤二:调节水平板,通过观察显示屏得知水平板的水平参数信息
步骤三:液压缸连接,将两个第一液压缸和第二液压缸与相应的液压泵、油箱和换向阀连接在一起;
步骤四:安装探头,将探头安装在最下端的探杆下端,然后在探杆上再螺纹连接一个探杆;
步骤五:探杆的固定,将探杆以此插进第三限位孔、第二限位孔、第一限位孔和穿孔且探头朝下,然后控制第二液压缸伸长带动卡板对探杆进行夹持固定;
步骤六:探杆下压,通过控制第一液压缸收缩带动固定板下移,从而能够带动探杆下压;
步骤七:添加探杆,将添加的探杆螺纹连接在最上方的探杆上,然后控制第二液压缸收缩,再控制第一液压缸伸长,然后再控制第二液压缸伸长带动卡板对探杆进行夹持固定,最后通过控制第一液压缸收缩带动固定板下移,从而能够带动探杆下压;
步骤八:重复步骤七直到静力触探达到预定深度。
3.根据权利要求2所述的控制方法,其特征在于,通过手握金属杆外壁的防滑橡胶套来转动第一丝杆。
4.一种岩土地质勘探用静力触探装置,其特征在于,包括底座(1)、探杆(2)和探头(3),所述底座(1)呈长方形板状结构且所述底座(1)中部开设有穿孔(4),所述底座(1)的四个角均开设有安装孔(5),所述底座(1)上方设有水平板(6),所述水平板(6)的四个角下均开设有球形滑槽(7),所述球形滑槽(7)内均滑动设有钢珠(8),所述钢珠(8)下均固定设有第一丝杆(9),所述第一丝杆(9)下端外壁螺纹连接有螺纹筒(10),所述螺纹筒(10)均固定在所述底座(1)上,所述水平板(6)的两端上均固定设有第一液压缸(11),所述第一液压缸(11)的活塞杆上设有固定板(12)且所述第一液压缸(11)的活塞杆均与所述固定板(12)固定连接,所述水平板(6)上固定设有双轴水平传感器(13),所述第一液压缸(11)一侧外壁固定设有电气箱(14),所述电气箱(14)一面外壁固定设有显示屏(15),所述电气箱(14)内固定设有锂电池(16)和处理器(17),所述双轴水平传感器(13)、所述显示屏(15)和所述锂电池(16)均与所述处理器(17)电性连接,所述水平板(6)中部开设有第一限位孔(18),所述固定板(12)中部开设有第二限位孔(19),所述固定板(12)上固定设有卡块(20),所述卡块(20)中部开设有第三限位孔(21),所述卡块(20)一侧开设有空腔(22)且所述空腔(22)呈长方体结构,所述固定板(12)一端上固定设有第二液压缸(38),所述第二液压缸(38)的活塞杆贯穿所述卡块(20)一侧壁伸入所述空腔(22)内,所述第二液压缸(38)的活塞杆一端固定设有卡板(23),所述卡板(23)与所述探杆(2)相匹配,所述探杆(2)和所述探头(3)上端均开设有螺纹孔(24),所述探杆(2)下端固定设有第二丝杆(25),所述第二丝杆(25)与所述螺纹孔(24)相匹配,所述探杆(2)和所述第二丝杆(25)中部均开设有线孔(26),所述底座(1)的四个角均固定设有圆筒(39),所述圆筒(39)内均固定设有第三液压缸(40),所述第三液压缸(40)的活塞杆下均固定设有圆盘(41)。
5.根据权利要求4所述的一种岩土地质勘探用静力触探装置其特征在于,所述底座(1)通过钢钉(28)固定在地面(27)上且所述钢钉(28)均贯穿所述安装孔(5)。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201911397204.2A CN111139812B (zh) | 2019-12-30 | 2019-12-30 | 一种岩土地质勘探用静力触探装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201911397204.2A CN111139812B (zh) | 2019-12-30 | 2019-12-30 | 一种岩土地质勘探用静力触探装置及方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111139812A true CN111139812A (zh) | 2020-05-12 |
CN111139812B CN111139812B (zh) | 2021-07-06 |
Family
ID=70522013
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201911397204.2A Expired - Fee Related CN111139812B (zh) | 2019-12-30 | 2019-12-30 | 一种岩土地质勘探用静力触探装置及方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111139812B (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113846616A (zh) * | 2021-08-30 | 2021-12-28 | 中建华宸(海南)建设集团有限公司 | 一种平台式海洋静力触探装置 |
CN114753337A (zh) * | 2022-05-06 | 2022-07-15 | 华汇工程设计集团股份有限公司 | 一种适应岩土环境的静力触探试验监测装置与方法 |
Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102031771A (zh) * | 2009-09-25 | 2011-04-27 | 铁道第三勘察设计院集团有限公司 | 岩土工程的深层静力触探测试方法 |
CN103088804A (zh) * | 2013-02-07 | 2013-05-08 | 上海岩土工程勘察设计研究院有限公司 | 一种静力触探探杆的贯入方法 |
CN103698366A (zh) * | 2014-01-02 | 2014-04-02 | 东南大学 | 一种多功能数字式岩土静力触探测试系统 |
KR20150142841A (ko) * | 2014-06-12 | 2015-12-23 | 한국해양과학기술원 | 착저식 해양지반 콘 관입 시험장치 |
CN205894050U (zh) * | 2016-06-27 | 2017-01-18 | 十四冶建设云南勘察设计有限公司 | 一种新型静力触探设备 |
CN106437698A (zh) * | 2016-09-29 | 2017-02-22 | 中交第三航务工程勘察设计院有限公司 | 用于勘探取样或原位测试的水下平台及其使用方法 |
CN106759531A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-05-31 | 华中科技大学 | 一种自适应大型地下结构泄排水减压抗浮系统及方法 |
CN106869921A (zh) * | 2015-12-14 | 2017-06-20 | 中央民族大学 | 一种深海底锥形螺旋取土钻机及方法 |
CN206328741U (zh) * | 2016-11-09 | 2017-07-14 | 上海汇壹土木工程技术有限公司 | 一种静力触探保护设备 |
CN206957705U (zh) * | 2017-04-05 | 2018-02-02 | 刘中国 | 一种石油勘探用取样装置 |
CN109306691A (zh) * | 2018-09-11 | 2019-02-05 | 合肥工业大学 | 一种自调节可视精准动力触探装置 |
CN110159250A (zh) * | 2019-06-12 | 2019-08-23 | 深圳市勘察测绘院(集团)有限公司 | 岩土工程勘察信息化集成监管设备 |
-
2019
- 2019-12-30 CN CN201911397204.2A patent/CN111139812B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102031771A (zh) * | 2009-09-25 | 2011-04-27 | 铁道第三勘察设计院集团有限公司 | 岩土工程的深层静力触探测试方法 |
CN103088804A (zh) * | 2013-02-07 | 2013-05-08 | 上海岩土工程勘察设计研究院有限公司 | 一种静力触探探杆的贯入方法 |
CN103698366A (zh) * | 2014-01-02 | 2014-04-02 | 东南大学 | 一种多功能数字式岩土静力触探测试系统 |
KR20150142841A (ko) * | 2014-06-12 | 2015-12-23 | 한국해양과학기술원 | 착저식 해양지반 콘 관입 시험장치 |
CN106869921A (zh) * | 2015-12-14 | 2017-06-20 | 中央民族大学 | 一种深海底锥形螺旋取土钻机及方法 |
CN205894050U (zh) * | 2016-06-27 | 2017-01-18 | 十四冶建设云南勘察设计有限公司 | 一种新型静力触探设备 |
CN106437698A (zh) * | 2016-09-29 | 2017-02-22 | 中交第三航务工程勘察设计院有限公司 | 用于勘探取样或原位测试的水下平台及其使用方法 |
CN206328741U (zh) * | 2016-11-09 | 2017-07-14 | 上海汇壹土木工程技术有限公司 | 一种静力触探保护设备 |
CN106759531A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-05-31 | 华中科技大学 | 一种自适应大型地下结构泄排水减压抗浮系统及方法 |
CN206957705U (zh) * | 2017-04-05 | 2018-02-02 | 刘中国 | 一种石油勘探用取样装置 |
CN109306691A (zh) * | 2018-09-11 | 2019-02-05 | 合肥工业大学 | 一种自调节可视精准动力触探装置 |
CN110159250A (zh) * | 2019-06-12 | 2019-08-23 | 深圳市勘察测绘院(集团)有限公司 | 岩土工程勘察信息化集成监管设备 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113846616A (zh) * | 2021-08-30 | 2021-12-28 | 中建华宸(海南)建设集团有限公司 | 一种平台式海洋静力触探装置 |
CN114753337A (zh) * | 2022-05-06 | 2022-07-15 | 华汇工程设计集团股份有限公司 | 一种适应岩土环境的静力触探试验监测装置与方法 |
CN114753337B (zh) * | 2022-05-06 | 2023-10-03 | 华汇工程设计集团股份有限公司 | 一种适应岩土环境的静力触探试验监测装置与方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111139812B (zh) | 2021-07-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110486007B (zh) | 煤矿随钻围岩力学参数原位测试装置及方法 | |
CN111139812B (zh) | 一种岩土地质勘探用静力触探装置及方法 | |
JP6112663B2 (ja) | 原位置岩盤試験方法及び試験装置 | |
CN202041167U (zh) | 一种钻孔内围岩三向变形测量装置 | |
CN105067435A (zh) | 一种土体原位钻孔剪切测试装置 | |
CN210264683U (zh) | 一种测定岩石可钻性的试验装置 | |
RU2446251C1 (ru) | Способ и устройство для испытания грунтов статической и динамической нагрузкой | |
CN103162983B (zh) | 一种空气锤性能的评价装置及评价方法 | |
CN111042225B (zh) | 一种准确测量钻孔灌注桩沉渣厚度的装置及方法 | |
CN109991103B (zh) | 一种抗剪强度测试装置及其抗剪强度和静力触探测试方法 | |
AU2020100280A4 (en) | Testing Device for Measuring Rock Drillability | |
CN208239220U (zh) | 原位孔内剪切测试仪 | |
NO20131057A1 (no) | Fremgangsmåte og apparat for å estimere en formasjons bergartsstyrkeprofil | |
CN104931353B (zh) | 煤柱塑性区测试方法和测试装置 | |
CN115808157A (zh) | 一种应用激光的基桩钻芯孔垂直度检测装置及其使用方法 | |
BRPI0901495A2 (pt) | análise de imagens de resistividade para determinar eventos de fundo de poço e remover artefatos de imagem | |
CN109487774B (zh) | 预钻式旁压试验钻孔设备及其成孔方法 | |
CN107576353A (zh) | 一种预弯底部钻具组合工作状态的快速评价方法 | |
US20040065453A1 (en) | Downhole sampling method and device used in standard penetration test | |
CN108612526B (zh) | 一种钻孔原位测试触探加载装置及使用方法 | |
WO2019240716A2 (en) | An apparatus and a method for soil survey involving continuity | |
CN111549831B (zh) | 一种多角度桩基抗拔性能检测装置 | |
CN115184171A (zh) | 原位岩体模量测量系统与方法 | |
CN210322636U (zh) | 一种高精度钻孔剪切测试装置 | |
JP4115216B2 (ja) | 孔内鉛直載荷試験方法及びその装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20210706 |