CN211735334U - 智能微型t型触探仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型有关于一种智能微型T型触探仪，其包含横向把手，把手竖直连接探杆，探杆另一端连接探头，把手内部设置有电源及数据采集与发送模块，该数据采集与发送模块无线连接智能移动数据处理设备；该数据采集与发送模块连接测力传感器，电源与测力传感器和数据采集与发送模块电性连接。本实用新型利用T型触探探头水平投影面积大的优势，本仪器只设置一个测力传感器，并将传感器置于仪器上部，集成电源和其他部件在把手内，大大简化了仪器构件，形成了便携模式。该设备可方便地应用于软土地基验槽和岩土工程勘察之中。

Description

智能微型T型触探仪

技术领域

本实用新型涉及岩土工程勘察工作中原位测试软黏土不排水抗剪强度工作，能及时评估软黏土地基极限承载力的触探仪。

背景技术

软黏土的不排水抗剪强度是确定和分析地基承载力、桩基承载力和路堤临界高度等岩土工程问题的重要指标，是软粘土地基基坑支护设计必需的参数。对软黏土地基的现场检验，准确测试其不排水抗剪强度，确定其承载力是工程技术难点。

为了方便实施，目前现场检测一般采用便携式仪器测试。这些仪器一般采用微型圆锥型探头或微型十字板探头。但微型圆锥型探头需根据经验关系，间接求得软黏土不排水抗剪强度。此经验关系中包含上覆土压力修正、与土性和地区相关的经验系数等内容。这些经验系数的取值都将影响测试结果的准确性。微型十字板探头测试结果相对准确，但测试效率低，只能得到沿深度离散的不排水抗剪强度。

另外，现有的触探仪一般只做数据探测，需要另外的设备主机进行数据处理，探触仪的便携性、数据处理的便利性，都有提升的空间。

实用新型内容

本实用新型所解决的技术问题在于，提供一种方便进行数据处理，具有较佳便携性，使用方便的智能微型T型触探仪。

本实用新型所采用的技术手段如下所述。

一种智能微型T型触探仪，其包含横向把手，把手竖直连接探杆，探杆另一端连接探头，把手内部设置有电源及数据采集与发送模块，该数据采集与发送模块无线连接智能移动数据处理设备；该数据采集与发送模块连接测力传感器，电源与测力传感器和数据采集与发送模块电性连接。

把手左右分别设置电源，两电源中间顶部设置数据采集与发送模块，数据采集与发送模块下方连接测力传感器，测力传感器下方通过球形顶头压抵连接探杆。

把手下方中间位置设置有直线轴承，探杆穿过该直线轴承与球形顶头压抵连接。

探杆与探头之间通过连接线实施软连接。

该智能移动数据处理设备为带有专用APP软件的智能手机。

该电源为干电池或充电电池。

本实用新型的有益效果为：利用T型触探探头水平投影面积大的优势，本仪器只设置一个测力传感器，并将传感器置于仪器上部，集成电源和其他部件在把手内，大大简化了仪器构件，形成了便携模式。该设备可方便地应用于软土地基验槽和岩土工程勘察之中。

附图说明

图1为本实用新型的透视结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种智能微型T型触探仪，其包含横向把手1，把手1竖直连接探杆2，探杆2另一端连接探3头，探杆2可以为分段结构，以丝扣21连接，探杆还可以设置有卡槽22。其重点在于，把手1内部设置有电源4及数据采集与发送模块5，该数据采集与发送模块5无线连接智能移动数据处理设备6，该智能移动数据处理6设备为带有专用APP软件的智能手机，可以直接在手机APP软件上查看测试结果；该数据采集与发送模块5连接测力传感器7，电源4与测力传感器7和数据采集与发送模块5电性连接，以提供电力。该电源4一般为干电池或充电电池，如图所示，把手1两侧可以设置有封堵盖11，打开封堵盖11可以进行电源的装卸。

把手1左右分别设置电源4，充分利用把手1内部空间，并且可以增加电力供应量，使得本实用新型产品续航时间更长，实用性更佳。两电源4中间顶部设置数据采集与发送模块5，数据采集与发送模块5下方连接测力传感器7，测力传感器7下方通过球形顶头8压抵连接探杆2。

为了保证探杆垂直顶入测力传感器下的球型顶头，把手1下方中间位置设置有直线轴承9，探杆2穿过该直线轴承9与球形顶头8压抵连接。

为了减小测试完毕后的上拔阻力，探杆2与探头之间通过连接线10实施软连接。

本仪器由探头、探杆、把手三部分组成。探头可采用传统圆形截面探头，也可采用椭圆形探头。传统圆形截面探头测试结果准确度受探头表面粗糙度影响较大，本仪器可以采用高宽比为0.5的椭圆形截面探头，可大幅减小了探头表面粗糙度带来的测试误差。探头大小根据可提供的贯入荷载确定。探头材质可采用钢或太空铝。

由于本仪器测力装置位于地表地上，所测数值包括了地基土对探头和探杆两部分阻力。为了减小测试误差，在满足压杆稳定条件下，尽量选择较小的直径。探杆单根长度可取0.5m，材质可采用钢、太空铝或碳素杆。

把手与设备主机合二为一，探杆通过直线轴承伸入把手内部，顶住球形顶头，球形顶头上设置测力传感器，测力传感器连接数据采集与发送模块，并无线连接智能移动数据处理设备。智能移动数据处理设备可以是智能手机，在该模式下，与本仪器配套使用的是智能手机安装专用的APP软件。该软件将接收到的数据进行分析、显示和存储等操作。把手内部有电源，为用电的部件供电，电源可采用干电池也可采用充电电池。

测试时，根据规定贯入速率匀速贯入软粘土，按一定时间间隔读取测力传感器数据，通过蓝牙等数据采集与发送模块，将数据传输到智能手机，通过APP软件，根据读数时间和贯入速率，计算贯入深度，绘制探头贯入阻力随深度的变化曲线，根据理论分析，得到软黏土不排水抗剪强度随深度的变化曲线，进一步确定地基承载力等参数。

仪器读数起始时间根据测力传感器受力自动触发，读数终止以传感器压力为零或受拉结束。仪器根据终止和起始读数之间的时长，结合要求的贯入速率和探杆长度，自动识别实际贯入速率是否满足要求，若不满足，则给出过快或过慢的警示，若满足要求则给出贯入曲线。根据手机自动定位功能，储存测试位置和测试曲线。

对于椭圆形截面探头，探头阻力(P_T)与探头长度(L)、椭圆半轴长(a和b)、软黏土地基不排水抗剪强度(S_u)，有关系式(1)。

式中，N为阻力系数，与轴长比(b/a)、探头表面粗糙度有关，实际应用中可根据探头轴长比(b/a)，取完全光滑与完全粗糙工况下的平均值

进行计算。对于轴长比为0.5的椭圆形截面探头，

根据式(1)可得软黏土不排水抗剪强度S_u：

基于式(2)求得的软黏土不排水抗剪强度S_u，再根据式(3)求得软黏土地基极限承载力P_u：

P_u＝5.14S_u (3)

具体操作时，将探头水平置于地表，打开把手上的电源开关，人工握住把手，施加探杆顶部荷载，缓慢而均匀地将探头水平地贯入地下。贯入速度控制在1.2m/min左右。当贯入值达到预先设定的深度时，停止贯入，并及时拔起触探仪，在手机APP软件上查看测试结果。

当测试深度较大，认为探杆阻力(P_R)不能忽略时，可以先不带探头仅贯入探杆进行第一次测试，测得探杆阻力(P_R)；加上探头进行第二次测试，测得总阻力(P)。手机APP软件将自动根据两次测试结果的差值(P-P_R)得到探头阻力(P_T)，再由公式(1)计算得到不排水抗剪强度，提高测试结果准确度。

本实用新型采用T型触探探头，该探头测试结果解译有严格的解析解，不需要上覆土压力修正、不需要经验系数，且能得到沿深度连续的测试结果，优于传统的圆锥型探头和十字板探头。

利用T型触探探头水平投影面积大的优势，本仪器只设置一个测力传感器，并将传感器置于仪器上部，集成电源和其他部件在把手内，大大简化了仪器构件，形成了便携模式。该设备可方便地应用于软土地基验槽和岩土工程勘察之中。

Claims (6)

1.一种智能微型T型触探仪，其包含横向把手，把手竖直连接探杆，探杆另一端连接探头，其特征在于，把手内部设置有电源及数据采集与发送模块，该数据采集与发送模块无线连接智能移动数据处理设备；

该数据采集与发送模块连接测力传感器，电源与测力传感器和数据采集与发送模块电性连接。

2.如权利要求1所述的智能微型T型触探仪，其特征在于，把手左右分别设置电源，两电源中间顶部设置数据采集与发送模块，数据采集与发送模块下方连接测力传感器，测力传感器下方通过球形顶头压抵连接探杆。

3.如权利要求2所述的智能微型T型触探仪，其特征在于，把手下方中间位置设置有直线轴承，探杆穿过该直线轴承与球形顶头压抵连接。

4.如权利要求1所述的智能微型T型触探仪，其特征在于，探杆与探头之间通过连接线实施软连接。

5.如权利要求1-4任一所述的智能微型T型触探仪，其特征在于，该智能移动数据处理设备为带有专用APP软件的智能手机。

6.如权利要求1-4任一所述的智能微型T型触探仪，其特征在于，该电源为干电池或充电电池。

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