CN115217085B - 一种静力触探装置及静力触探试验方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及岩土工程勘探领域,尤其是涉及一种静力触探装置及静力触探试验方法,其包括底座,底座上连接有下锚装置和测试装置,测试装置包括探头、测杆组和升降组件,测杆组和探头通过升降组件沿竖直方向滑动连接在底座上,测杆组包括多个测杆,测试装置还包括导向组件,导向组件包括导向环和抱箍,导向环的轴向沿竖直方向设置,导向环连接在底座上,测杆贯穿导向环并与导向环沿竖直方向滑动配合,导向环相对的侧壁上设置有滑动口,推动组件包括与滑动口对应设置的推杆,推杆垂直于导向环的轴向滑动连接在底座上,抱箍包括两个相对设置的弧形板,弧形板可拆卸连接在相邻的测杆之间,并与滑动口滑动配合,本申请具有提高测量精度的效果。
Description
技术领域
本申请涉及岩土工程勘探领域,尤其是涉及一种静力触探装置及静力触探试验方法。
背景技术
静力触探仪是以静压力将圆锥形探头按一定速率匀速压入土中, 量测其贯入地层的过程中,地层对探头的阻力(包括锥头阻力和侧壁摩阻力或摩阻比), 并按其所受阻力的大小划分土层, 确定土的工程性质的仪器。
静力触探试验时,需要先平整场地,然后将地锚旋入土中,再使得测杆带动测试探头贯入地下,由于测杆的长度有限,因此在测杆和探头朝向地下移动时,需要将多根测杆连接到一起,但是相邻测杆之间的连接不稳定,测杆贯入地下时,容易发生偏移,导致测量精度下降。
发明内容
为了提高测量精度,本申请提供一种静力触探装置及静力触探试验方法。
本申请提供的一种静力触探装置及静力触探试验方法采用如下的技术方案:
一种静力触探装置及静力触探试验方法,包括底座,所述底座上连接有下锚装置和测试装置,所述下锚装置包括地锚,所述地锚用于将所述底座固定在合适位置,所述测试装置包括探头、测杆组和升降组件,所述探头连接在所述测杆组的一端,所述测杆组和所述探头通过所述升降组件沿竖直方向滑动连接在所述底座上,所述测杆组包括多个测杆,所述测试装置还包括导向组件,所述导向组件包括导向环和与所述测杆对应设置的抱箍,所述导向环的轴向沿竖直方向设置,所述导向环连接在所述底座上,所述测杆贯穿所述导向环并与所述导向环沿竖直方向滑动配合,所述导向环相对的侧壁上设置有滑动口,所述推动组件包括与所述滑动口对应设置的推杆,所述推杆垂直于所述导向环的轴向滑动连接在所述底座上,所述抱箍包括两个相对设置的弧形板,所述弧形板可拆卸连接在所述推杆上并与滑动口滑动配合,所述弧形板可拆卸连接在相邻的所述测杆之间。
通过采用上述技术方案,将底座放置在合适的位置,通过地锚对底座进行定位,然后通过升降组件使得测杆和探头朝向地面移动,测杆沿导向环移动,当一个测杆长度不足时,将另一个测杆接在前一个测杆远离探头的一端,相邻的测杆之间的连接处移动至与滑动口相对时,通过推杆使得弧形板朝向测杆移动,相对的弧形板相互连接,弧形板与测杆连接,从而将相邻的测杆连接在一起,提高了相邻测杆之间的稳定性,测杆沿导向环移动,提高了测量精度。
可选的,所述测杆的侧壁上设置有插槽,所述插槽的侧壁上连接有棘齿,所述弧形板上连接有插条,所述插条上连接有啮齿,所述啮齿朝向所述插条倾斜设置,所述插条通过所述啮齿和所述棘齿与所述插槽插接。
通过采用上述技术方案,棘齿与啮齿的啮合,使得插条可以插入插槽内,并实现弧形板与测杆之间的连接。
可选的,所述测杆的端部设置有避让槽,所述避让槽设置为环形,所述避让槽贯穿所述测杆的侧壁,当所述弧形板的侧壁与避让槽的侧壁相抵时,所述弧形板远离测杆的侧壁与所述测杆的侧壁齐平。
通过采用上述技术方案,避让槽的设置为弧形板的安装提供空间,从而当弧形板与测杆连接时,弧形板远离测杆的侧壁与测杆的侧壁齐平,减小了测杆和弧形板贯入地下时,土层与测杆、弧形板之间的摩擦力。
可选的,相邻的所述测杆之间相互多向铰接,所述底座上连接有支架,所述支架用于放置所述测杆。
通过采用上述技术方案,将相邻的测杆相互铰接在一起,从而便于对测杆进行管理,测杆随着升降组件朝向地下移动,测杆自动沿导向环移动,从而便于连接相邻的测杆。
可选的,所述探头与所述测杆之间同轴连接有减阻块,所述减阻块设置为圆台状,所述减阻块端部面积较小的一端朝向所述探头设置,所述减阻块与所述测杆连接的一端的端面直径大于所述测杆的端面直径。
通过采用上述技术方案,减阻块的设置使得测杆便于灌入地下,使得测杆与土层之间存在空隙,从而减小了测杆与土层之间的摩擦。
可选的,所述减阻块的侧壁上同轴转动连接有螺纹圈。
通过采用上述技术方案,随着探头、减阻块、测杆朝向地下移动,减阻块上的螺纹圈转动,从而便于减阻块贯入地下。
可选的,所述底座朝向地面的侧壁上转动连接有压辊,所述压辊的轴向水平设置。
通过采用上述技术方案,在测量前,转动压辊,使得底座在合适位置的地面上往返移动,从而便于平整地面,提高底座的稳定性,提高测量的稳定性。
可选的,所述底座上连接有用于铲平地面的铲刀,所述铲刀垂直于所述压辊的轴向设置在所述压辊的两侧,所述铲刀朝向地面的侧壁与所述压辊远离所述底座的侧壁齐平。
通过采用上述技术方案,当转动压辊平整地面时,若地面有不平整的突起,铲刀将地面的突起铲平,从而便于平整地面。
可选的,包括以下步骤:步骤一:转动所述压辊,在所述压辊的转动下移动所述底座,随着所述底座的移动,所述铲刀和所述压辊将地面整平、压实;步骤二:将所述地锚插入地下,对所述底座进行定位;步骤三:通过所述升降组件将所述探头以及所述测杆朝向地下推动,所述测杆沿所述导向环移动,使得所述探头伸入地下,当一个所述测杆移动至与所述导向环上的所述滑动口相对时,推动所述弧形板,通过所述弧形板将相邻的所述测杆连接在一起,直至静力触探试验达到预定深度停止将探头推向地下。
通过采用上述技术方案,测量时,弧形板对相邻测杆起到向位作用,使得相邻的测杆同轴连接,导向环对测杆提供导向,从而提高了相邻测杆之间的稳定性,测杆沿导向环移动,提高了测量精度。
综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:
1. 将底座放置在合适的位置,通过地锚对底座进行定位,然后通过升降组件使得测杆和探头朝向地面移动,测杆沿导向环移动,当一个测杆长度不足时,将另一个测杆接在前一个测杆远离探头的一端,相邻的测杆之间的连接处移动至与滑动口相对时,通过推杆使得弧形板朝向测杆移动,相对的弧形板相互连接,弧形板与测杆连接,从而将相邻的测杆连接在一起,提高了相邻测杆之间的稳定性,测杆沿导向环移动,提高了测量精度;
2. 棘齿与啮齿的啮合,使得插条可以插入插槽内,并实现弧形板与测杆之间的连接;
3. 避让槽的设置为弧形板的安装提供空间,从而当弧形板与测杆连接时,弧形板远离测杆的侧壁与测杆的侧壁齐平,减小了测杆和弧形板贯入地下时,土层与测杆、弧形板之间的摩擦力。
附图说明
图1是用于体现一种静力触探装置的整体结构示意图;
图2是用于体现支架与齿轮之间位置关系的示意图;
图3是用于体现导向环与测杆之间位置关系的示意图;
图4是用于体现图3中弧形板与测杆之间位置关系的A部放大图;
图5是用于体现图2中安装板与推动带之间位置关系的B部放大图。
附图标记说明:
1、底座;2、压辊;3、铲刀;4、支板;5、电机;6、链轮组;7、连接板;8、皮带;9、千斤顶;10、减速电机;11、地锚;12、齿轮;13、驱动轮;14、减阻块;15、支架;16、探头;17、测杆;18、通孔;19、导向环;20、支脚;21、滑动口;22、弧形板;23、推杆;24、气缸;25、支柱;26、磁力块;27、放置板;28、安置槽;29、限位块;30、避让槽;31、插槽;32、弹槽;33、滑条;34、压簧;35、棘齿;36、插条;37、连接杆;38、通槽;39、扳槽;40、扳手;41、推动带;42、驱动源;43、皮带轮;44、安装板;45、螺纹圈。
具体实施方式
本申请实施例公开一种静力触探装置及静力触探试验方法。
参照图1,一种静力触探装置,包括底座1,底座1朝向地面的侧壁上连接有压辊2和铲刀3。
参照图1,压辊2沿底座1的长度方向设置有多个,压辊2以底座1的轴心设置在底座1的两端,底座1上连接有支板4,支板4位于在压辊2的端部,支板4上连接有电机5的链轮组6,电机5的输出轴与链轮组6中的一个链齿同轴连接,压辊2通过转轴与支板4转动连接,压辊2上的转轴贯穿支板4并与链轮组6中的链轮同轴连接。
参照图1,铲刀3垂直于压辊2的轴向设置在压辊2的两侧,底座1上连接有连接板7,连接板7远离底座1的一端远离压辊2弯折设置,铲刀3连接在连接板7远离底座1的一端,铲刀3朝向地面的侧壁与压辊2远离底座1的侧壁齐平。
参照图1和图2,底座1上连接有下锚装置,下锚装置包括千斤顶9、减速电机10和地锚11,底座1上通过千斤顶9连接有支架15,支架15远离底座1轴心的边缘超过底座1的侧壁设置,千斤顶9设置有四个,千斤顶9连接在底座1的远离地面的侧壁的四角,地锚11贯穿支架15并沿竖直方向滑动连接在支架15上,地锚11远离地面的部分设置为螺杆,支架15上转动连接有齿轮12,齿轮12的内侧壁上设置有螺纹,齿轮12套设在地锚11设置为螺杆的部分上,支架15上连接有减速电机10,减速电机10的输出轴上连接有驱动轮13,驱动轮13与一个齿轮12啮合,四个齿轮12上套设有皮带8,皮带8与齿轮12、驱动轮13啮合。
参照图1和图2,底座1上连接有测试装置,测试装置包括探头16、测杆组、升降组件和导向组件,底座1的轴心位置设置有通孔18,导向组件包括导向环19和与测杆17对应设置的抱箍,导向环19通过支脚20连接在底座1上。
参照图3和图4,导向环19与通孔18同轴设置,导向环19的轴向数值设置,导向环19相对的侧壁上设置有滑动口21,推动组件包括与滑动口21对应设置的推杆23和气缸24,气缸24通过支柱25连接在底座1上,气缸24水平设置,气缸24的活塞杆朝向导向环19设置,推杆23一体连接在气缸24的活塞杆上,推杆23垂直于导向环19的轴向与滑动口21滑动配合,抱箍包括两个相对设置的弧形板22,弧形板22上连接有磁力块26,推杆23远离气缸24的端部连接有磁铁,弧形板22与推杆23磁性连接,弧形板22、推杆23贯穿滑动口21并滑动口21滑动配合。
参照图2和图3,测杆组包括多个测杆17,多个测杆17相互多向铰接在一起,探头16连接在靠近地面的测杆17的一端,探头16与测杆17之间同轴连接有减阻块14,减阻块14设置为圆台状,减阻块14端部面积较小的一端朝向探头16设置,减阻块14与测杆17连接的一端的端面直径大于测杆17的端面直径,减阻块14的侧壁上同轴转动连接有螺纹圈45。
参照图2和图3,底座1上连接有用于放置测杆17的放置板27,放置板27位于导向环19的上方,放置板27上设置有安置槽28,安置槽28的底部设置有与导向环19相对设置的通口,安置槽28的底部连接有多个限位块29,限位块29以通口为中心圆周设置。
参照图3和图4,测杆17的端部设置有避让槽30,避让槽30设置为环形,避让槽30贯穿测杆17的侧壁,当弧形板22的侧壁与避让槽30的侧壁相抵时,弧形板22远离测杆17的侧壁与测杆17的侧壁齐平,避让槽30的侧壁上设置有插槽31,插槽31的侧壁上设置有弹槽32,弹槽32的底部靠近插槽31槽口的一端铰接有滑条33,滑条33与弹槽32底部之间连接有压簧34,滑条33远离压簧34的侧壁上连接有棘齿35,弧形板22上连接有插条36,插条36上连接有啮齿,啮齿朝向插条36倾斜设置,插条36通过啮齿和棘齿35与插槽31插接。
参照图3和图4,滑条33上连接有连接杆37,连接杆37设置为弧形,连接杆37通过通槽38贯穿测杆17,测杆17的侧壁上设置有扳槽39,扳槽39与通槽38连通,连接杆37穿过通槽38的一端连接有扳手40,扳手40位于扳槽39内,扳手40朝向扳槽39底部的侧壁远离连接杆37的一侧设置有倒角。
参照图3和图5,升降组件包括推动带41和皮带轮43,底座1上连接有安装板44,皮带轮43转动连接在安装板44上,皮带轮43设置有三个,其中两个皮带轮43沿竖直方向设置,第三个皮带轮43远离通孔18设置,安装板44上连接有驱动源42,驱动源42为驱动机,驱动机的输出轴贯穿安装板44并与远离通孔18设置的皮带轮43同轴连接,推动带41套设在皮带轮43上,推动带41的外侧壁上设置有啮齿,测杆17的外侧壁上也设置有啮齿,推动带41与测杆17啮合。更优地,升降组件可设置有多组,升降组件以通孔18为中心圆周设置在底座1上。
一种静力触探试验方法,包括以下步骤:
步骤一:启动电机5,电机5通过链轮组6带动压辊2转动,在压辊2的转动下底座1在地面移动,随着底座1的移动,铲刀3将地面上的凸起铲平,压辊2将地面压实,从而将地面整平,并将底座1移动至合适的测试位置,使得通孔18与待测点相对;
步骤二:启动减速电机10,减速电机10带动驱动轮13转动,在皮带8的带动下,齿轮12转动,在齿轮12与地锚11上设置为螺杆的部分的螺纹配合下,地锚11沿竖直方向朝向地面移动,地锚11插入地下,对底座1进行定位,启动千斤顶9,千斤顶9将支架15远离地面推动,千斤顶9对地锚11的推力与底层对地锚11的压力之间形成反力;
步骤三:启动驱动机,驱动机通过皮带轮43与推动带41的传动将测杆17和探头16朝向地下推动,测杆17沿导向环19移动,使得探头16伸入地下,当测杆17移动至相邻测杆17之间的铰接处与导向环19上的滑动口21相对时,启动气缸24,气缸24推动推杆23,推杆23推动弧形板22朝向测杆17移动,此时扳槽39与导向环19的侧壁相对,压簧34处于自然状态,滑条33水平设置,插条36插入插槽31,插条36上的啮齿与滑条33上的棘齿35啮合,弧形板22与测杆17连接在一起,从而相邻的测杆17同轴连接在一起,在推动带41与测杆17的啮合推动下,测杆17不断朝向地下移动,磁力块26和磁铁分离,减阻块14朝向地下移动,将新的弧形板22磁性连接在推杆23上,随着减阻块14沿竖直方向的移动,重复上述操作,直至静力触探试验达到预定深度停止将探头16推向地下。
步骤四:测试完毕后,通过升降组件将探头16和测杆17拔出地面,拔动扳手40,连接杆37在通槽38内移动,连接杆37带动滑条33转动,压簧34被压缩,棘齿35与啮齿分离,然后拉动弧形板22,使得弧形板22与测杆17分离。
Claims (4)
1.一种静力触探装置,包括底座(1),所述底座(1)上连接有下锚装置和测试装置,所述下锚装置包括地锚(11),所述地锚(11)用于将所述底座(1)固定在合适位置,所述测试装置包括探头(16)、测杆组和升降组件,所述探头(16)连接在所述测杆组的一端,所述测杆组和所述探头(16)通过所述升降组件沿竖直方向滑动连接在所述底座(1)上,所述测杆组包括多个测杆(17),其特征在于:所述测试装置还包括导向组件,所述导向组件包括导向环(19)和与所述测杆(17)对应设置的抱箍,所述导向环(19)的轴向沿竖直方向设置,所述导向环(19)连接在所述底座(1)上,所述测杆(17)贯穿所述导向环(19)并与所述导向环(19)沿竖直方向滑动配合,所述导向环(19)相对的侧壁上设置有滑动口(21),推动组件包括与所述滑动口(21)对应设置的推杆(23),所述推杆(23)垂直于所述导向环(19)的轴向滑动连接在所述底座(1)上,所述抱箍包括两个相对设置的弧形板(22),所述弧形板(22)可拆卸连接在所述推杆(23)上并与滑动口(21)滑动配合,所述弧形板(22)可拆卸连接在相邻的所述测杆(17)之间;
所述测杆(17)的侧壁上设置有插槽(31),所述插槽(31)的侧壁上连接有棘齿(35),所述弧形板(22)上连接有插条(36),所述插条(36)上连接有啮齿,所述啮齿朝向所述插条(36)倾斜设置,所述插条(36)通过所述啮齿和所述棘齿(35)与所述插槽(31)插接;
所述测杆(17)的端部设置有避让槽(30),所述避让槽(30)设置为环形,所述避让槽(30)贯穿所述测杆(17)的侧壁,当所述弧形板(22)的侧壁与避让槽(30)的侧壁相抵时,所述弧形板(22)远离测杆(17)的侧壁与所述测杆(17)的侧壁齐平;
相邻的所述测杆(17)之间相互多向铰接,所述底座(1)上连接有支架(15),所述支架(15)用于放置所述测杆(17);
所述底座(1)朝向地面的侧壁上转动连接有压辊(2),所述压辊(2)的轴向水平设置;
所述底座(1)上连接有用于铲平地面的铲刀(3),所述铲刀(3)垂直于所述压辊(2)的轴向设置在所述压辊(2)的两侧,所述铲刀(3)朝向地面的侧壁与所述压辊(2)远离所述底座(1)的侧壁齐平。
2.根据权利要求1所述的一种静力触探装置,其特征在于:所述探头(16)与所述测杆(17)之间同轴连接有减阻块(14),所述减阻块(14)设置为圆台状,所述减阻块(14)端部面积较小的一端朝向所述探头(16)设置,所述减阻块(14)与所述测杆(17)连接的一端的端面直径大于所述测杆(17)的端面直径。
3.根据权利要求2所述的一种静力触探装置,其特征在于:所述减阻块(14)的侧壁上同轴转动连接有螺纹圈(45)。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种静力触探装置的静力触探试验方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤一:转动所述压辊(2),在所述压辊(2)的转动下移动所述底座(1),随着所述底座(1)的移动,所述铲刀(3)和所述压辊(2)将地面整平、压实;
步骤二:将所述地锚(11)插入地下,对所述底座(1)进行定位;
步骤三:通过所述升降组件将所述探头(16)以及所述测杆(17)朝向地下推动,所述测杆(17)沿所述导向环(19)移动,使得所述探头(16)伸入地下,当一个所述测杆(17)移动至与所述导向环(19)上的所述滑动口(21)相对时,推动所述弧形板(22),通过所述弧形板(22)将相邻的所述测杆(17)连接在一起,直至静力触探试验达到预定深度停止将探头(16)推向地下。
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