一种两级组合锥头孔压静力触探贯入装置制造方法及图纸

本发明专利技术公布了一种两级组合锥头孔压静力触探贯入装置，该装置的最上端为螺纹接头(1)，螺纹接头(1)的下端与探杆(2)的上端相连，探杆(2)的下端与环形探头(3)的上端连接，环形探头(3)的下端与侧壁摩擦筒(4)的上端连接，侧壁摩擦筒(4)的下端连接有圆锥探头(7)，且在侧壁摩擦筒(4)和圆锥探头(7)之间固定有孔压过滤环(6)，在侧壁摩擦筒(4)下端的内部设有孔隙水压力传感器(5)，在探杆(2)内部设有数模转换器(8)，数模转换器(8)通过同轴电缆(9)传递信号和数据。该贯入装置用于识别砂土胶结特性，具有有快捷、经济、易操作、准确率高等优点，为识别砂土胶结特性提供强有力的检测工具。

A two-stage combined cone-head piezostatic penetration device

The invention discloses a two-stage combined cone head hole hydrostatic penetration device. The upper end of the device is a threaded joint (1), the lower end of the threaded joint (1) is connected with the upper end of the probe (2), the lower end of the probe (2) is connected with the upper end of the ring probe (3), the lower end of the ring probe (3) is connected with the upper end of the side wall friction cylinder (4), and the lower end of the side wall friction cylinder (4) is connected with the cone probe (7), and the cone probe (7) is connected with the lower end of the side wall friction cylinder (4). A pore pressure filter ring (6) is fixed between the side wall friction cylinder (4) and the conical probe (7), a pore water pressure sensor (5) is arranged inside the lower end of the side wall friction cylinder (4), a digital-to-analog converter (8) is arranged inside the probe rod (2), and a digital-to-analog converter (8) transmits signals and data through a coaxial cable (9). The penetration device is used to identify the cementation characteristics of sandy soil. It has the advantages of fast, economical, easy operation and high accuracy. It provides a powerful detection tool for identifying the cementation characteristics of sandy soil.

【技术实现步骤摘要】
一种两级组合锥头孔压静力触探贯入装置
本专利技术涉及一种两级组合锥头孔压静力触探贯入装置，属于岩土工程领域。
技术介绍
胶结砂分布在中国海岸及河流下游沿岸的许多地区，它们也存在于美国、加拿大、澳大利亚、挪威和意大利等地。由于海洋生物骨骼遗骸的沉积而形成的钙质胶结砂是温暖的海岸区域的一个主要特征。在设计和分析中，了解胶结作用对土体强度的影响是非常重要的,在目前的设计过程中，由于不受扰动的胶结作用提高了土体的阻力，因而胶结作用往往被忽视,由于常规静力触探测试无法区分锥尖贯入的是致密的砂层还是疏松的胶结砂层，因而在打桩过程中，当胶结键破裂时，这些土层会引发许多工程问题。在强胶结砂中，由于其强度很高导致工程设计师忽视了胶结问题，比如在大直径钻孔灌注桩施工过程中，这些胶结键可能会完全断裂导致桩承载力远低于基于静力触探的预测值。而在常规静力触探测试中，弱胶结砂通常无法被准确地识别,因此需要另外用标准贯入试验来识别胶结砂；但是如果砂土胶结很弱，很容易被手指压断，现场技术人员可能不会注意到这一点。由于胶结砂主要影响锥尖阻力，如果能将这种效应与贯入阻力分离开来，就有可能识别胶结作用的存在以及胶结作用的强弱。据此本专利技术基于常规的孔压静力触探圆锥贯入仪，提供了一种原位、准确、快捷识别的砂土胶结特性的原位测试装置，该装置无论是在胶结键被破坏之前还是之后，都可以测量到贯入阻力，然后通过底部锥尖阻力与残余贯入阻力的关系，快速准确地识别砂土胶结特性。
技术实现思路
技术问题：本专利技术的目的是提供一种两级组合锥头孔压静力触探贯入装置，该贯入装置用于识别砂土胶结特性，解决了目前国内无法进行砂土胶结特性的准确识别的问题，可用于岩土工程领域的原位准确识别砂土胶结特性。技术方案：本专利技术提供了一种两级组合锥头孔压静力触探贯入装置，该装置与常规的圆锥贯入仪的摩擦套筒固定连接，用于识别砂土胶结特性，该装置的最上端为螺纹接头，螺纹接头的下端与探杆的上端相连，探杆的下端与环形探头的上端连接，环形探头的下端与侧壁摩擦筒的上端连接，侧壁摩擦筒的下端连接有圆锥探头，且在侧壁摩擦筒和圆锥探头之间固定有孔压过滤环，在侧壁摩擦筒下端的内部设有孔隙水压力传感器，在探杆内部设有数模转换器，数模转换器通过同轴电缆传递信号和数据。其中：所述的螺纹接头与常规的圆锥贯入仪的摩擦套筒螺旋连接。所述的环形探头的形状为倒圆锥环形，其高度为10～150mm、锥角为30～120°，且环形探头上端面的横截面积等于探杆的横截面积。所述的圆锥探头的锥角为30～120°，且与环形探头的锥角相同。所述的圆锥探头的有效面积比，即圆锥探头与侧壁摩擦筒连接的横截面积与圆锥探头的最大横截面积之比为0.55～0.90。所述的环形探头下端面的横截面积、侧壁摩擦筒的横截面积和圆锥探头的最大横截面积三者相等，为1～35cm2。所述的侧壁摩擦筒的表面积为50～200cm2。所述的孔压过滤环的厚度1～10mm，位于圆锥探头的锥肩位置。该装置底部的圆锥探头用来破坏胶结砂内部的化学键，环形探头用来测量残余贯入阻力，根据底部圆锥探头和上部环形探头随土剖面的变化关系，来识别，判定砂土胶结特性。对于两级组合锥头孔压静力触探贯入装置对应不同场地土层的胶结比CR定义为：CR＝T2/T1式中，T1为圆锥探头测得的锥尖阻力，T2为环形探头测得的残余贯入阻力。对于非胶结砂(松散砂和中密砂)，由于第一锥尖穿过土后的压缩作用，T2小于T1。设定非胶结砂中胶结比CR的标准值为0.5；对于弱胶结砂，第一锥尖穿透后胶结键完全断裂，T2与非胶结砂相同，而弱胶结砂的T1值高于非胶结砂的T1值，使胶结比CR值小于0.5；对于强胶结砂，胶结键十分牢固以至于无法被完全破坏，因此T2值接近T1值，胶结比CR值接近1，即：CR≈0.5非胶结砂CR<0.5弱胶结砂CR≈1强胶结砂有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有以下优势：本专利技术提供的可原位识别砂土胶结特性的两级组合锥头孔压静力触探贯入装置，结构简单、质量控制良好，使用方便，测试速度快，测试效率高，测试结果准确可靠，重复性好。本专利技术提供的两级组合锥头孔压静力触探贯入装置为岩土工程勘测实践中为胶结砂土层识别、胶结强弱判定等提供强有力的测试工具。附图说明图1是本专利技术提供的两级组合锥头孔压静力触探贯入装置元件装置的构造示意图；其中有：螺纹接头1、探杆2、环形探头3、侧壁摩擦筒4、孔隙水压力传感器5、孔压过滤环6、圆锥探头7、数模转换器8和同轴电缆9。具体实施方式本专利技术提供了一种两级组合锥头孔压静力触探贯入装置，其特征在于：该装置与常规的圆锥贯入仪的摩擦套筒固定连接，用于识别砂土胶结特性，该装置的最上端为螺纹接头1，螺纹接头1的下端与探杆2的上端相连，探杆2的下端与环形探头3的上端连接，环形探头3的下端与侧壁摩擦筒4的上端连接，侧壁摩擦筒4的下端连接有圆锥探头7，且在侧壁摩擦筒4和圆锥探头7之间固定有孔压过滤环6，在侧壁摩擦筒4下端的内部设有孔隙水压力传感器5，在探杆2内部设有数模转换器8，数模转换器8通过同轴电缆9传递信号和数据。所述的螺纹接头1与常规的圆锥贯入仪的摩擦套筒螺旋连接。所述的环形探头的形状为倒圆锥环形，其高度为10～150mm、圆锥夹角为30～120°，且环形探头3上端面的横截面积等于探杆2的横截面积。所述的圆锥探头7的锥角为30～120°，且与环形探头3的锥角相同。所述的圆锥探头的有效面积比，即圆锥探头与侧壁摩擦筒连接的横截面积与圆锥探头的最大横截面积之比为0.55～0.90。所述的环形探头3下端面的横截面积、侧壁摩擦筒4的横截面积和圆锥探头7的最大横截面积三者相等，为1～35cm2。所述的侧壁摩擦筒的表面积为50～200cm2。所述的孔压过滤环6的厚度1～10mm，位于圆锥探头锥肩位置。该装置底部的圆锥探头7用来破坏胶结砂内部的化学键，环形探头3用来测量残余贯入阻力，根据底部圆锥探头7和上部环形探头3随土剖面的变化关系，来识别，判定砂土胶结特性。对于两级组合锥头孔压静力触探贯入装置对应不同场地土层的胶结比CR定义为：CR＝T2/T1式中，T1为圆锥探头7测得的锥尖阻力，T2为环形探头3测得的残余贯入阻力。对于非胶结砂(松散砂和中密砂)，由于第一锥尖穿过土后的压缩作用，T2小于T1。设定非胶结砂中胶结比CR的标准值为0.5；对于弱胶结砂，第一锥尖穿透后胶结键完全断裂，T2与非胶结砂相同，而弱胶结砂的T1值高于非胶结砂的T1值，使胶结比CR值小于0.5；对于强胶结砂，胶结键十分牢固以至于无法被完全破坏，因此T2值接近T1值，胶结比CR值接近1，即：CR≈0.5非胶结砂CR<0.5弱胶结砂CR≈1强胶结砂为使本专利技术的目的、技术方案和效果更加清楚、明确，以下对本专利技术进行详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。实施例1一种两级组合锥头孔压静力触探贯入装置，其特征在于：该装置与常规的圆锥贯入仪的摩擦套筒固定连接，用于识别砂土胶结特性，该装置的最上端为螺纹接头1，螺纹接头1与常规的圆锥贯入仪的摩擦套筒螺旋连接，螺纹接头1的下端与探杆2的上端相连，探杆2的下端与环形探头3的上端连接，环形探头3的下端与侧壁摩擦筒4的上端连接，侧壁摩擦筒4的下端连接有圆锥探头7本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种两级组合锥头孔压静力触探贯入装置，其特征在于：该装置与常规的圆锥贯入仪的摩擦套筒固定连接，用于识别砂土胶结特性，该装置的最上端为螺纹接头(1)，螺纹接头(1)的下端与探杆(2)的上端相连，探杆(2)的下端与环形探头(3)的上端连接，环形探头(3)的下端与侧壁摩擦筒(4)的上端连接，侧壁摩擦筒(4)的下端连接有圆锥探头(7)，且在侧壁摩擦筒(4)和圆锥探头(7)之间固定有孔压过滤环(6)，在侧壁摩擦筒(4)下端的内部设有孔隙水压力传感器(5)，在探杆(2)内部设有数模转换器(8)，数模转换器(8)通过同轴电缆(9)传递信号和数据。

【技术特征摘要】
1.一种两级组合锥头孔压静力触探贯入装置，其特征在于：该装置与常规的圆锥贯入仪的摩擦套筒固定连接，用于识别砂土胶结特性，该装置的最上端为螺纹接头(1)，螺纹接头(1)的下端与探杆(2)的上端相连，探杆(2)的下端与环形探头(3)的上端连接，环形探头(3)的下端与侧壁摩擦筒(4)的上端连接，侧壁摩擦筒(4)的下端连接有圆锥探头(7)，且在侧壁摩擦筒(4)和圆锥探头(7)之间固定有孔压过滤环(6)，在侧壁摩擦筒(4)下端的内部设有孔隙水压力传感器(5)，在探杆(2)内部设有数模转换器(8)，数模转换器(8)通过同轴电缆(9)传递信号和数据。2.如权利要求1所述的一种两级组合锥头孔压静力触探贯入装置，其特征在于：所述的螺纹接头(1)与常规的圆锥贯入仪的摩擦套筒螺旋连接。3.如权利要求1所述的一种两级组合锥头孔压静力触探贯入装置，其特征在于：所述的环形探头(3)的形状为倒圆锥环形，其高度为10～150mm、锥角为30～120°，且环形...

【专利技术属性】
技术研发人员：乔欢欢，蔡国军，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32