CN207032194U - 一种贯入式弹性波测试静力触探探头 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的贯入式弹性波测试静力触探探头，目的是解决现阶段无法有效、快捷、准确地测试岩土体弹性波数据以及不能同时进行岩土体静力触探力学参数测试的问题。本实用新型包括探杆连接部、弹性波测试体和静力触探探头，其中探杆连接部一端与探杆连接，另一端与弹性波测试体一端相连，弹性波测试体另一端与静力触探探头相连。弹性波测试体用于探测岩土体弹性波数据，静力触探探头用于探测静力触探参数。实用新型将静力触探与弹性波测试装置结合，操作简单，在静力触探检测的同时进行弹性波测试，减少了工作量，大大提升了检测的效率和速率，同时避免了钻孔由于塌孔而造成的检波器无法取出的问题，为弹性波的连续作业提供了方便。

Description

一种贯入式弹性波测试静力触探探头

技术领域

本实用新型涉及一种弹性波测试探头，特别涉及一种贯入式弹性波测试静力触探探头。

背景技术

岩土体弹性波测试是工程地质领域内比较常见的物探测试方法，主要利用所测的岩土体的横波速度和纵波速度，提供场地土的类型和场地类别，为建筑工程抗震设计提供参数，同时也可以利用速度参数计算岩土体的其它动力学指标和评价砂土液化等。

目前，岩土体弹性波测试主要包括跨孔法和速度检层法。跨孔法需要在土层中平行钻两个以上的孔，一个孔放置震源，另外一个孔放置检波器；速度检层法需要在地面先布置钻孔，然后将检波器放置到孔内待检测深度，然后在地面放置较重的扣板，通过击振扣板，从而获得检波器所在位置以上土层的平均弹性波速度。

但是两种方法在测试的过程中也会遇到一些问题，两种方法在测试之前必须在地面上打孔，导致工程工期较长，测试的速度较慢，并且探头需借助气囊与井壁进行接触，同时由于井中的条件复杂，探头与井壁耦合的效果很差，严重影响测试的精度。

对岩土体静力触探力学参数的测试也是工程领域中一项很重要的测试项目，但实际工作中静力触探测试不能与弹性波测试同时进行，往往需要另行施工，两项测试分别进行费时费力，浪费大量人力物力资源。

因此需要一种能够有效、快捷、准确地测试岩土体弹性波数据同时可以对岩土体静力触探力学参数进行测试的装置。

发明内容

本实用新型的目的是解决现阶段无法有效、快捷、准确地测试岩土体弹性波数据以及不能同时进行岩土体静力触探力学参数测试的问题而提供的一种贯入式弹性波测试静力触探探头。

本实用新型提供的贯入式弹性波测试静力触探探头，包括探杆连接部、弹性波测试体和静力触探探头，其中探杆连接部一端与探杆连接，另一端与弹性波测试体一端相连，弹性波测试体另一端与静力触探探头相连。

探杆连接部为外径变径管，两端设有内螺纹，其中外径小的一端与上部探杆螺接，外径大的一端与弹性波测试体的外壳螺接。

弹性波测试体包括外壳、检波器安装体和检波器，其中外壳两端设有外螺纹；检波器安装体设在外壳内，检波器安装体外径与外壳内径相同，检波器安装在检波器安装体上。

检波器安装体沿横向、竖向和纵向开设有三个检波器安装槽，检波器分别安装在检波器安装槽内。

检波器安装体上开设有导线槽，导线槽连通横向、竖向和纵向的检波器安装槽，横向、竖向和纵向的检波器的线缆穿过导线槽与外部控制器相连。

静力触探探头包括探头连接部、压力传感器、顶柱、顶柱导向体和锥尖头，其中探头连接部两端设有内螺纹，一端与弹性波测试体的外壳螺接，另一端与顶柱导向体螺接；探头连接部与顶柱导向体相连的一端中心位置开设有凹槽，压力传感器设在凹槽内；顶柱穿过顶柱导向体，一端与锥尖头连接，另一端置于探头连接部的凹槽内与压力传感器接触。

探头连接部内设有贯穿的导线孔，压力传感器的线缆依次穿过探头连接部的导线孔和检波器安装体上的导线槽与外部控制器相连。

探头连接部与顶柱导向体之间设有密封圈。

弹性波测试体两端也设有密封圈，一端密封圈置于探杆连接部与弹性波测试体的外壳之间，另一端密封圈置于弹性波测试体的外壳与探头连接部之间。

本实用新型的工作原理：

将本实用新型提供的贯入式弹性波测试静力触探探头的探杆连接部与上部探杆相连，锥尖头向下，由探杆施加压力将装置压入到待测岩土体内预定深度，在压入岩土体的过程中，锥尖头承受的土层的阻力通过顶柱传递到压力传感器上，压力传感器将得到的压力数据传递到外部控制器，进而通过计算处理得出土层对锥尖头阻力的变化，从而分析出岩土体静力触探力学参数。

静力触探探头中的顶柱导向体在静力触探测试中起到导向的作用，使顶柱沿顶柱导向体中间的通道位移。

当本实用新型装置深入到岩土体内一定深度后，弹性波测试体中沿横向、竖向和纵向的三个弹性波检波器分别测试横向分量弹性波、竖向分量弹性波和纵向分量弹性波，各检波器将数据分别传输给外部控制器进行处理。

装置中的密封圈起到防水、防尘的作用。

本实用新型的有益效果：

1、将静力触探与弹性波测试装置合二为一，在进行静力触探测试的过程中便可进行弹性波测试，大大减少了工作量。

2、通过静力触探贯入装置便可将检波器贯入到地下指定的位置，不需要另外再钻孔，大大节约了检测的成本。

3、由于静力触探属于贯入式检测方法，在检测过程中外壳与土层紧紧的接触，这就保证了弹性波检测时检波器的耦合效果，解决了先钻孔再测试时耦合效果不好的问题。

4、弹性波测试静力触探探头结构简单，体积小巧，方便加工，成本低廉，携带方便。

5、本实用新型将静力触探与弹性波测试装置合二为一，操作简单，在静力触探检测到指定位置，便可直接进行弹性波测试，减少了工作量，大大提升了检测的效率和速率，同时避免了钻孔由于塌孔而造成的检波器无法取出的问题，为弹性波的连续作业提供了方便。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构剖视图。

图2是本实用新型中检波器安装体的示意图。

1、探杆连接部 2、弹性波测试体 3、静力触探探头 4、外壳

5、检波器安装体 6、检波器 7、检波器安装槽 8、导线槽

9、探头连接部 10、压力传感器 11、顶柱 12、顶柱导向体

13、锥尖头 14、导线孔 15、密封圈。

具体实施方式

请参阅图1、图2所示：

本实用新型提供的贯入式弹性波测试静力触探探头，包括探杆连接部1、弹性波测试体2和静力触探探头3，其中探杆连接部1一端与探杆连接，另一端与弹性波测试体2一端相连，弹性波测试体2另一端与静力触探探头3相连。

探杆连接部1为外径变径管，两端设有内螺纹，其中外径小的一端与上部探杆螺接，外径大的一端与弹性波测试体2的外壳螺接。

弹性波测试体2包括外壳4、检波器安装体5和检波器6，其中外壳4两端设有外螺纹；检波器安装体5设在外壳4内，检波器安装体5外径与外壳4内径相同，检波器6安装在检波器安装体5上。

检波器安装体5沿横向、竖向和纵向开设有三个检波器安装槽7，检波器6分别安装在检波器安装槽7内。

检波器安装体5上开设有导线槽8，导线槽8连通横向、竖向和纵向的检波器安装槽7，横向、竖向和纵向的检波器6的线缆穿过导线槽8与外部控制器相连。

静力触探探头3包括探头连接部9、压力传感器10、顶柱11、顶柱导向体12和锥尖头13，其中探头连接部9两端设有内螺纹，一端与弹性波测试体2的外壳4螺接，另一端与顶柱导向体12螺接；探头连接部9与顶柱导向体12相连的一端中心位置开设有凹槽，压力传感器10设在凹槽内；顶柱11穿过顶柱导向体12，一端与锥尖头13连接，另一端置于探头连接部9的凹槽内与压力传感器10接触。

探头连接部9内设有贯穿的导线孔14，压力传感器10的线缆依次穿过探头连接部9的导线孔14和检波器安装体5上的导线槽8与外部控制器相连。

探头连接部9与顶柱导向体12之间设有密封圈15。

弹性波测试体2两端设有密封圈15，一端密封圈15置于探杆连接部1与弹性波测试体2的外壳4之间，另一端密封圈15置于弹性波测试体2的外壳4与探头连接部9之间。

本实用新型的工作原理：

将本实用新型提供的贯入式弹性波测试静力触探探头的探杆连接部1与上部探杆相连，锥尖头13向下，由探杆施加压力将装置压入到待测岩土体内预定深度，在压入岩土体的过程中，锥尖头13承受的土层的阻力通过顶柱11传递到压力传感器10上，压力传感器10将得到的压力数据传递到外部控制器，进而通过计算处理得出土层对锥尖头13阻力的变化，从而分析出岩土体静力触探力学参数。

静力触探探头3中的顶柱导向体12在静力触探测试中起到导向的作用，使顶柱11沿顶柱导向体12中间的通道定向位移。

当本实用新型装置深入到岩土体内一定深度后，弹性波测试体2中沿横向、竖向和纵向的三个弹性波检波器6分别测试横向分量弹性波、竖向分量弹性波和纵向分量弹性波，各检波器6将数据分别传输给外部控制器进行处理。

装置中的密封圈15起到防水、防尘的作用。

Claims (9)

1.一种贯入式弹性波测试静力触探探头，其特征在于：包括探杆连接部、弹性波测试体和静力触探探头，其中探杆连接部一端与探杆连接，另一端与弹性波测试体一端相连，弹性波测试体另一端与静力触探探头相连。

2.根据权利要求1所述的一种贯入式弹性波测试静力触探探头，其特征在于：所述的探杆连接部为外径变径管，两端设有内螺纹，其中外径小的一端与上部探杆螺接，外径大的一端与弹性波测试体的外壳螺接。

3.根据权利要求1所述的一种贯入式弹性波测试静力触探探头，其特征在于：所述的弹性波测试体包括外壳、检波器安装体和检波器，其中外壳两端设有外螺纹；检波器安装体设在外壳内，检波器安装在检波器安装体上。

4.根据权利要求3所述的一种贯入式弹性波测试静力触探探头，其特征在于：所述的检波器安装体沿横向、竖向和纵向开设有三个检波器安装槽，检波器分别安装在检波器安装槽内。

5.根据权利要求4所述的一种贯入式弹性波测试静力触探探头，其特征在于：所述的检波器安装体上开设有导线槽，导线槽连通横向、竖向和纵向的检波器安装槽，横向、竖向和纵向的检波器的线缆穿过导线槽与外部控制器相连。

6.根据权利要求1所述的一种贯入式弹性波测试静力触探探头，其特征在于：所述的静力触探探头包括探头连接部、压力传感器、顶柱、顶柱导向体和锥尖头，其中探头连接部两端设有内螺纹，一端与弹性波测试体的外壳螺接，另一端与顶柱导向体螺接；探头连接部与顶柱导向体相连的一端中心位置开设有凹槽，压力传感器设在凹槽内；顶柱穿过顶柱导向体，一端与锥尖头连接，另一端置于探头连接部的凹槽内与压力传感器接触。

7.根据权利要求5或6所述的一种贯入式弹性波测试静力触探探头，其特征在于：所述的探头连接部内设有贯穿的导线孔，压力传感器的线缆依次穿过探头连接部的导线孔和检波器安装体上的导线槽与外部控制器相连。

8.根据权利要求6所述的一种贯入式弹性波测试静力触探探头，其特征在于：所述的探头连接部与顶柱导向体之间设有密封圈。

9.根据权利要求3或6所述的一种贯入式弹性波测试静力触探探头，其特征在于：所述的弹性波测试体两端设有密封圈，一端密封圈置于探杆连接部与弹性波测试体的外壳之间，另一端密封圈置于弹性波测试体的外壳与探头连接部之间。