CN113663912B - 一种适用于多国岩土技术标准的移动式砂土分类快速判定装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种适用于多国岩土技术标准的砂土分类快速判定装置，其包括控制电路、主体框架、震动称重系统和筛分烘干装置，筛分烘干装置由n个筛分烘干单元组成，筛分烘干单元放置于对应的振动板上，其屉格底部由筛网构成，筛网网孔根据多个国家或地区岩土规范中的砂土类别分类规定设置为多套，每套包括多个网孔规格的筛网。应用本装置，能够在岩土工程勘察、工程建设施工等现场实现砂土粒径的快速判别，通过该装置可基于工程建设场地所依据执行的岩土工程勘察设计标准，快速准确地确定工程建设场地的砂土类别，为工程建设施工图动态设计、动态施工提供实时且真实的地质依据。

Description

一种适用于多国岩土技术标准的移动式砂土分类快速判定装置

技术领域

本发明专利属于岩土工程勘察技术领域，尤其涉及一种适用于多国岩土技术标准的便携式砂土分类快速判定装置。

背景技术

随着我国基础建设技术力量的日趋强大，我国基础建设企业承接了大量的海外基础设施建设工程。这种发展背景要求我们国内的岩土工程勘察设计人员能快速掌握并应用各个国家的工程建设相关的规范标准。在海外基础建设施工项目实施过程中，常出现因质量控制标准与业主或咨询工程师、设计、第三方监理等要求不统一而导致工期拖延、施工成本增加从而导致海外项目出现亏损。与中国规范相比，欧美规范基本上都是强调对基本原理的掌握，应用规则是对基本原则的实施性说明，很少向规范使用者提供具体的工程参数的取值，强调现场的勘察、试验、检测的工作真实性和结果可靠性。岩土工程勘察工作是基础设施建设的首要阶段，建设场地的工程地质条件、岩土类型的确定对施工设计图的编制以及施工方案、工程概预算造价的影响巨大。土的分类是工程地质学科重要的基础，也是土质学的重要内容之一。对种类繁多、性质各异的土，按一定原则进行分门别类，以便针对不同工程建筑要求，对不同的土给予正确的评价，为合理利用和改造各类土提供客观实际的依据。在各类工程勘察工作中，都应该把研究区域内的各种土进行分类，并反映在工程地质平面图和剖面图上，作为工程设计与施工的重要地质依据，这也就是进行土的分类目的所在。土分类同时也是国内外科技交流的需要，因此在科学研究领域和工程实际应用中都有很重要的意义。国内外砂土的分类标准虽然存在一定差异，并且现有分类方法存在操作繁琐、装样与送样过程中存在较大的扰动、效率较低等缺点。因此，针对岩土工程勘察与施工现场中需依据工程建设所在地的如中、美、欧(英)等各国的岩土技术标准中的砂土分类标准要求，实现快速、实时、准确的砂土分类判断的需求，设计一种适用于中、美、欧(英)等多国岩土技术标准的移动式、半自动的砂土分类快速判定装置是十分必要的，并且后期可根据项目所在地的变化，更换砂土分选的筛网从而满足勘察和施工项目所在地的岩土技术标准中的砂土分类标准。

发明专利内容

本发明专利根据岩土工程勘察、工程建设现场施工过程中要求及时、准确的获取现场砂土类别分类结果的需求，同时考虑到砂土判别装置的通用性和特殊性，提出了一种适用于多国岩土技术标准的砂土分类快速判定装置。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种适用于多国岩土技术标准的砂土分类快速判定装置，其包括控制电路、主体框架、震动称重系统和筛分烘干装置，

控制电路包括蓄电池、用于设备充电与电源总控的电源板、主控箱、显示器、操控面板，蓄电池通过导线连接主控箱，主控箱通过导线连接显示器与操控面板，

主体框架包括底座、顶盖、侧板、承重环，限定出用于容纳震动称重系统和筛分烘干装置的腔室，承重环将安置筛分烘干装置的腔室由上至下分隔成n层，

震动称重系统包括微震线性马达、连接杆、震动杆、振动板和压力传感器，微震线性马达与蓄电池通过导线连接并安置于主体框架底座，连接杆连接于线性马达与震动杆之间，震动杆自下向上延伸，杆上固定有n-1块与安置筛分烘干装置的各层腔室对应的振动板，微震线性马达通过连接杆和震动杆带动振动板线性运动，振动板的中心布置压力传感器，压力传感器通过导线与主控箱连接并在静止时测量筛分烘干装置重量，

筛分烘干装置由从上至下编号为1，2，…，n的筛分烘干单元组成，编号为1，2，…，n-1的筛分烘干单元放置于对应的振动板上，每个筛分烘干单元的前半部为用于盛装各级粒径区间砂土的屉格、中部设有烤灯、后部设有配重，编号为1，2，…，n-1的筛分烘干单元的屉格底部由筛网构成，筛网网孔孔径根据多个国家或地区岩土规范中的砂土类别分类规定设置为多套，每套包括的n-1种网孔规格的筛网，筛网网孔直径由上至下依次减小，编号为n的底层筛风烘干单元安设于主体框架底座内，其屉板为用于承接多重筛分后剩余砂土的承土板，n为自然数。

作为优选方案，n为5，筛网分别根据中国、美国、欧盟岩土规范中的砂土类别分类规定各设置一套，每套四种网孔规格，第一套筛网为方孔2mm、0.6mm、0.2mm和0.06mm，第二套筛网为方孔4.75mm、2mm、0.425mm和0.075mm，第三套筛网为圆孔2mm、0.5mm、0.25mm和0.75mm。

作为优选方案，震动杆下部设有横向限位杆，限位杆自震动杆向两侧延伸至主体框架侧板。

作为优选方案，筛分烘干单元的尾部设有水平轴，震动称重系统的连接杆设有多个内凹卡槽，用于与每个筛分烘干单元的水平轴卡接。

作为优选方案，主体框架顶盖顶部设有提梁。

作为优选方案，操控面板上设置五个按钮，分别为烤灯开关按钮、马达开关按钮、称重开关按钮、称重清零按钮和标准选择按钮。

作为优选方案，控制电路中包括处理芯片，处理芯片中含有针对多国砂土分类标准而设定处理规则的算法模块，处理芯片根据压力传感器测量得到的各个筛分烘干单元的重量及选定的国家进行计算处理而获得砂土分类结果并输出计算结果。

本发明通过微震线性马达震动和筛分烘干系统达到自动筛分砂土体的目的通过压力传感器测量烘干后的土体质量，按照不同国家/地区的岩土规范制定筛网，并结合测量得到的土体质量获得适用于该国家/地区的砂土级配分类，通过主控箱处理数据，对测得数据进行处理直接计算对比获得砂土分类，减少了人工操作步骤。分类标准包括最通行的中美欧(英)三种不同岩土规范进行砂土筛分，适应性广，使用灵活，工作效率高，人力成本降低，分类也更准确。本发明专利易于携带，人工操作较少，可依据工程场地执行的岩土规范快速判断砂土类别。

附图说明

图1为本发明适用于多国岩土技术标准的移动式砂土分类快速判定装置的透视示意图；

图2为本发明适用于多国岩土技术标准的移动式砂土分类快速判定装置装配好的整体示意图；

图3为主体框架结构示意图；

图4为本发明筛分烘干单元示意图；

图5为本发明震动称重系统示意图；

图6为本发明主控显示系统示意图；

图中：1-主体框架2-提梁3-蓄电池4-微震线性马达5-电源板6-主控箱7-连接杆8-限位杆9-震动杆10-振动板11-显示器12-操控面板13-压力传感器14-筛网把手15-多孔径筛网16-烤灯17-透光板18-筛分烘干单元19-卡槽20-承重环21-水平轴22-配重

具体实施方式

下面结合附图，详细说明本发明适用于多国岩土技术标准的移动式砂土分类快速判定装置的具体实施方式。

如图1～图6所示为本发明所述的适用于多国岩土技术标准的移动式砂土分类快速判定装置，其包括控制电路、主体框架、震动称重系统和筛分烘干装置。筛分烘干装置由多个筛分烘干单元组成。

控制电路包括蓄电池3、用于设备充电与电源总控的电源板5、主控箱6、显示器11、操控面板12，蓄电池3通过导线连接主控箱6，主控箱6通过导线连接显示器11与操控面板12。操控面板上设置五个按钮，分别为烤灯开关按钮、马达开关按钮、称重开关按钮、称重清零按钮和标准选择按钮。

主体框架1用于对整个装置提供支撑和遮挡，其包括底座、顶盖、侧板、隔板、承重环等，限定出用于容纳震动称重系统和筛分烘干装置的腔室和凹槽，承重环20将安置筛分烘干装置的腔室由上至下分隔成n层，每一层承重环承托起一个筛分烘干单元。主体框架顶盖顶部设有提梁2。

主体框架1的背面设置显示器11操控面板12，侧面设置电源板5。正面设置凹槽放置筛分烘干装置，筛分烘干装置与主体框架1之间的空隙设置由有机玻璃制成的透光板17。

震动称重系统包括微震线性马达4、连接杆7、震动杆9、振动板10和压力传感器13，微震线性马达4与蓄电池3通过导线连接并安置于主体框架底座内。弯折形的连接杆7一端连接于微震线性马达4，另一端连接震动杆9，震动杆9自下向上延伸，杆上固定有n-1块水平振动板10，每一块水平振动板10的上方对应放置一个筛分烘干单元。震动杆9在每块水平振动板的上方均设置有一内凹的卡槽19，该卡槽19用于与该层筛分烘干单元后部的水平轴21卡接，以便在筛分过程中使筛分烘干单元晃动筛分砂土。震动杆下部设有横向限位杆8，限位杆自震动杆向两侧延伸至主体框架侧板，用于保证震动杆9在运动过程中保持直线运动。

微震线性马达4通过连接杆7和震动杆9的传动，带动振动板10上下震动。振动板10中心布置压力传感器13，压力传感器13通过导线与主控箱6连接，在装置处于静止时测量筛分烘干装置重量。

筛分烘干装置由从上至下编号为1，2，…，n(n为自然数)的筛分烘干单元18组成。编号为1，2，…，n-1的筛分烘干单元放置于对应的振动板10上，每个筛分烘干单元18的前半部为用于盛装砂土的屉格、中部为凹槽用于放置烤灯16、后部设有实心配重22。在每个筛分烘干单元的尾部均设置有一水平轴21，用于卡接震动杆上的卡槽19，使筛分烘干单元可绕水平轴21转动。筛分烘干单元前端设置筛网把手14便于将筛分烘干单元从主体框架1中抽取出来。编号为1，2，…，n-1的筛分烘干单元的屉格底部由筛网构成，筛网网孔根据多个国家或地区岩土规范中的砂土类别分类规定设置为多套，每套包括的n-1种网孔规格的筛网，筛网网孔直径由上至下依次减小，编号为n的底层筛风烘干单元安设于主体框架底座内，其屉板为用于承接多重筛分后剩余砂土的承土板。筛网设置成可取出替换的方式。

作为优选的实施例，n取值为5，即一共设置五个筛分烘干单元。筛网分别根据中国、美国、欧盟岩土规范中的砂土类别分类规定，每个标准设置一套，每套有四种网孔规格，第一套筛网为方孔2mm、0.6mm、0.2mm和0.06mm，第二套筛网为方孔4.75mm、2mm、0.425mm和0.075mm，第三套筛网为圆孔2mm、0.5mm、0.25mm和0.75mm。

控制电路主控箱中包括处理芯片，处理芯片中含有针对多国砂土分类标准而设定处理规则的算法模块，处理芯片根据压力传感器测量得到的各个筛分烘干单元的重量及选定的国家进行计算处理而获得砂土分类结果并输出计算结果。

作为优选方式，显示器11设9个显示区，分别显示由压力传感器13测得数据经过主控箱6进行处理后的数据，分别为：总质量、干质量、第一层质量、第二层质量、第三层质量、第四层质量、第五层质量、分类标准、砂土种类。其中分类标准由操控面板12上标准选择按钮更改显示，并更改主控箱6内芯片处理规则，显示不同规则下的砂土类别。

以下是应用本发明的装置对砂土类别进行快速判定的步骤：

(1)检查试验装置是否完整可用，打开电源并蓄电池电量是否充足可用；

(2)按动操控面板标准选择按钮，选择分类标准；

(3)选取与分类标准相同的筛分烘干系统清空、置于装置内；

(4)按动称重开关，待显示器显示数值后，按动称重清零开关使显示清零；

(5)将最上层筛分烘干系统抽出，土样置于其中后将上层筛分烘干系统推入装置中；

(6)获得总重量后，再次按动称重开关，使称重系统关闭；

(7)按动烤灯开关，通过透光板确认烤灯正常工作；

(8)按动马达开关，通过透光板确认土样开始进行筛分；

(9)保证装置全部设备运行10分钟；

(10)再次按动烤灯开关与马达开关，停止烘干与筛分；

(11)按动称重开关进行称重；

(12)通过显示器观察记录数据与砂土种类；

(13)将试验完成的土样取出，重复步骤一到步骤十二，再次进行测量。

上面结合附图对本发明专利的具体实施例作了详细说明，但是本发明专利并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (6)

1.一种适用于多国岩土技术标准的砂土分类快速判定装置，其特征在于包括控制电路、主体框架、震动称重系统和筛分烘干装置，

控制电路包括蓄电池、用于设备充电与电源总控的电源板、主控箱、显示器、操控面板，蓄电池通过导线连接主控箱，主控箱通过导线连接显示器与操控面板，

主体框架包括底座、顶盖、侧板、承重环，限定出用于容纳震动称重系统和筛分烘干装置的腔室，承重环将安置筛分烘干装置的腔室由上至下分隔成n层，

震动称重系统包括微震线性马达、连接杆、震动杆、振动板和压力传感器，微震线性马达与蓄电池通过导线连接并安置于主体框架底座，连接杆连接于线性马达与震动杆之间，震动杆自下向上延伸，杆上固定有n-1块与安置筛分烘干装置的各层腔室对应的振动板，微震线性马达通过连接杆和震动杆带动振动板线性运动，振动板中心布置压力传感器，压力传感器通过导线与主控箱连接并在静止时测量筛分烘干装置重量，

筛分烘干装置由从上至下编号为1，2，…，n的筛分烘干单元组成，编号为1，2，…，n-1的筛分烘干单元放置于对应的振动板上，每个筛分烘干单元的前半部为用于盛装砂土的屉格、中部设有烤灯、后部设有配重、尾部设有水平轴，震动称重系统的连接杆设有多个内凹卡槽，用于与每个筛分烘干单元的水平轴卡接，编号为1，2，…，n-1的筛分烘干单元的屉格底部由筛网构成，筛网网孔根据多个国家或地区岩土规范中的砂土类别分类规定设置为多套，每套包括的n-1种网孔规格的筛网，筛网网孔直径由上至下依次减小，编号为n的底层筛风烘干单元安设于主体框架底座内，其屉板为用于承接多重筛分后剩余砂土的承土板，n为自然数。

2.根据权利要求1所述一种适用于多国岩土技术标准的砂土分类快速判定装置，其特征在于：n为5，筛网分别根据中国、美国、欧盟岩土规范中的砂土类别分类规定各设置一套，每套四种网孔规格，第一套筛网为方孔2mm、0.6mm、0.2mm和0.06mm，第二套筛网为方孔4.75mm、2mm、0.425mm和0.075mm，第三套筛网为圆孔2mm、0.5mm、0.25mm和0.75mm。

3.根据权利要求1所述一种适用于多国岩土技术标准的砂土分类快速判定装置，其特征在于：震动杆下部设有横向限位杆，限位杆自震动杆向两侧延伸至主体框架侧板。

4.根据权利要求1所述一种适用于多国岩土技术标准的砂土分类快速判定装置，其特征在于：主体框架顶盖顶部设有提梁。

5.根据权利要求1所述一种适用于多国岩土技术标准的砂土分类快速判定装置，其特征在于：操控面板上设置五个按钮，分别为烤灯开关按钮、马达开关按钮、称重开关按钮、称重清零按钮和标准选择按钮。

6.根据权利要求1所述一种适用于多国岩土技术标准的砂土分类快速判定装置，其特征在于：控制电路中包括处理芯片，处理芯片中含有针对多国砂土分类标准而设定处理规则的算法模块，处理芯片根据压力传感器测量得到的各个筛分烘干单元的重量及选定的国家进行计算处理而获得砂土分类结果并输出计算结果。

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