一种多功能微型静力触探探杆制造技术

本实用新型专利技术属于岩土工程地基勘察领域，公开了一种多功能微型静力触探探杆，包括由下到上依次连接的探头、连接杆和连接顶板，探头为锥形探头、圆柱形探头或减阻环探头，其中的减阻环探头包括减阻环，减阻环为底面直径小于顶面直径的圆台形状；连接杆与探头、连接杆与连接顶板均通过微型拉压力传感器进行连接，并且探头、连接杆、连接顶板均不直接接触。本实用新型专利技术能够根据不同的土质以及结构与土体的相互作用的情况选取最为合适的探头，并在整个贯入过程中同时检测端阻力和摩阻力两部分，连接顶板还可以进行精确的水平度调整，从而使本装置能够更为清晰的了解不同土质以及不同结构物的安装过程中的受力变化情况。

A multifunctional micro static penetration rod

【技术实现步骤摘要】
一种多功能微型静力触探探杆
本技术属于岩土工程地基勘察领域，具体的说，是涉及一种不同土质情况下以及不同结构形式下的多功能微型静力触探探杆。
技术介绍
为了满足人类社会的发展要求，越来越多的土木工程项目在世界各地进行建设。为了准确的判断基础设计的可靠性，前期的勘察工作就十分重要，而静力触探是勘察工作中最常用到的勘察方式之一。但是由于真实情况的复杂性，常规的静力触探设备往往不能准确的反应现场的真实土质情况，以及土体与结构物之间的相互作用关系，尤其是海上风电工程，准确的勘察结果对于工程的安全建设至关重要。为了更为准确的解决上文涉及到的问题，及需要提出一种更为适合实际情况的静力触探装置。
技术实现思路
本技术旨在根据常规室内试验槽尺寸的基础，提出一种适用于常用室内模型试验的多功能微型静力触探探杆。与此同时，为了更为准确的反应不同形式的结构物与不同土质的土体的相互作用关系，本技术采用了不同的探头并在连接杆内部安置多个微型拉压力传感器，从而同时测量探头端部的端阻力和探杆自身的摩阻力，从而提高实验的精度，为更为细化的研究打下基础。为了解决上述技术问题，本技术通过以下的技术方案予以实现：一种多功能微型静力触探探杆，包括探头和连接在所述探头之上的连接杆，所述探头为锥形探头、圆柱形探头或减阻环探头，所述减阻环探头包括减阻环，所述减阻环为底面直径小于顶面直径的圆台形状；所述连接杆之上连接有连接顶板；所述连接杆与所述探头、所述连接杆与所述连接顶板均通过微型拉压力传感器进行连接，并且所述探头、所述连接杆、所述连接顶板均不直接接触。进一步地，所述圆柱形探头的直径为10～40mm，长度为40～400mm。进一步地，所述减阻环的顶面直径为110％～180％的所述连接杆直径，所述减阻环的侧面与竖直方向之间的夹角为10°～45°。进一步地，所述连接杆的长度为50-200cm。进一步地，所述连接顶板均匀分布的设置有用于连接加载装置和调平的丝孔。本技术的有益效果是：本技术设计了一种新型的多功能微型静力触探探杆，该装置能够根据不同的土质以及结构与土体的相互作用的情况选取最为合适的探头，其中创新设计的减阻环探头，尤其适用下沉安装阻力较大的结构，减阻环改变了下沉过程中的土体破坏模式，极大减小了摩阻力，进而减小结构下沉的总阻力，通过调节减阻环顶面直径和倾斜角度，可以测试出减阻效果最优的减阻环形式。另外，该装置能够在整个贯入过程中同时检测端阻力和摩阻力两部分，并且连接顶板可以进行精确的水平度调整，保证了探杆的竖直度以确保试验精度，从而更为清晰的了解不同土质以及不同结构物的安装过程中的受力变化情况，为设计提供更为合理的指导作用。附图说明图1是本技术所提供的多功能微型静力触探探杆的结构示意图；图2是锥形探头的结构示意图；其中(a)为主视图；(b)为俯视图；图3是圆柱形探头的结构示意图；其中(a)为主视图；(b)为俯视图；(c)为侧视图；图4是减阻环探头的结构示意图；其中(a)为主视图；(b)为俯视图；图5是连接顶板的结构示意图；其中(a)为主视图；(b)为仰视图。上述图中：1、探头；2、连接杆；3、连接探杆。具体实施方式为能进一步了解本技术的内容、特点及效果，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：如图1所示，本实施例提供了一种多功能微型静力触探探杆，由探头1、连接杆2和连接顶板3三部分构成。根据不同的贯入深度，不同土质情况以及不同的结构物情况，探头1总计设置为三种形式。三种形式的探头1顶面均加工有凹槽，并在凹槽内攻丝，用于放置并连接微型拉压力传感器。如图2所示，第一种探头1为常规锥形探头，锥形探头的锥头角度为60°。锥形探头主要针对砂性土以及粉土中进行的室内模型试验，相应的诸多规范也提出了相应土质参数所对应的贯入阻力。如图3所示，第二种探头1为圆柱形探头(俗称T-bar)，包括水平放置的圆柱体，该圆柱体的直径和连接杆2的直径一致，长度为60mm。圆柱形探头的直径可以在10～40mm范围内进行选择，长度可以在40～400mm范围内进行选择。圆柱形探头适用于在粘性土中进行的室内模型试验，其相应的贯入过程中受到的贯入阻力的理论解也已被诸多规范所应用。第三种探头3为减阻环探头，包括减阻环及减阻环以上的连接部，连接部一般为上部设置有螺纹盲孔的圆柱体，减阻环为底面直径小于顶面直径的圆台形状，减阻环的顶面直径一般在110％～180％的连接杆2直径范围内选择，减阻环侧面与竖直方向之间的夹角一般在10°～45°范围内选择。减阻环探头是一种全新设计的探头类型，减阻环能够改变下沉过程中的土体破坏模式，极大的减小摩阻力，进而减小探杆贯入的总阻力，改变减阻环顶面直径和倾斜角度，通过上下两个微型拉压力传感器的测量数据，可以得到端阻力和摩阻力变化规律。因此该探头能够更为真实的反应减阻结构物的安装过程中的受力情况。连接杆2为一根两头贯通的空心薄壁钢管，连接杆2的直径根据现有的最小尺寸的微型拉压力传感器的尺寸以及相应的规范所列出的贯入阻力值而定，例如可选定内径为10mm，外径为12mm，长度为60cm。一般来讲，连接杆2的长度为50-200cm。连接杆2的两端分别加工一深度为1mm的凹槽，同时在连接杆2的凹槽内攻丝，用于放置并连接微型拉压力传感器。如图4所示，连接顶板3包括一个正方形的平板结构和设置在该平板结构下部的连接部，连接部底面加工有凹槽，并在凹槽内攻丝，用于放置并连接微型拉压力传感器。连接顶板3的正方形平板结构在四角处分别设置四个丝孔，从而方便连接上部相应的加载装置，并且可以进行精确的水平度调整，保证了探杆的竖直度以确保试验精度。连接杆2与探头1通过内部的微型拉压力传感器进行连接，并不直接接触，从而确保锥头受到的阻力仅仅是端阻力。连接杆2与连接顶板3同样通过内部的微型拉压力传感器进行连接，连接杆2与连接顶板3不直接接触，这样可以使微型拉压力传感器测到的是探头1以及连接杆2受到的总阻力。连接杆2在靠近连接顶板3处的位置打孔，以将两个微型拉压力传感器的连接线由连接杆2引出，从而保证测量范围的有效长度，防止导线对土体的干扰。在贯入过程中无间断的测量桩端阻力以及总阻力，从而反算出连接杆2受到的摩擦阻力，其中底部的传感器可以及时测量端阻力，顶部传感器可以测量总阻力，摩阻力由两者的差值计算得出。尽管上面结合附图对本技术的优选实施例进行了描述，但是本技术并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本技术的启示下，在不脱离专利技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式的具体变换，这些均属于本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多功能微型静力触探探杆，包括探头和连接在所述探头之上的连接杆，其特征在于，所述探头为锥形探头、圆柱形探头或减阻环探头，所述减阻环探头包括减阻环，所述减阻环为底面直径小于顶面直径的圆台形状；所述连接杆之上连接有连接顶板；/n所述连接杆与所述探头、所述连接杆与所述连接顶板均通过微型拉压力传感器进行连接，并且所述探头、所述连接杆、所述连接顶板均不直接接触。/n

【技术特征摘要】
1.一种多功能微型静力触探探杆，包括探头和连接在所述探头之上的连接杆，其特征在于，所述探头为锥形探头、圆柱形探头或减阻环探头，所述减阻环探头包括减阻环，所述减阻环为底面直径小于顶面直径的圆台形状；所述连接杆之上连接有连接顶板；
所述连接杆与所述探头、所述连接杆与所述连接顶板均通过微型拉压力传感器进行连接，并且所述探头、所述连接杆、所述连接顶板均不直接接触。


2.根据权利要求1所述的一种多功能微型静力触探探杆，其特征在于，所述圆柱形探头的直径为10～40mm，长...

【专利技术属性】
技术研发人员：董宏季，王乐，张浦阳，丁红岩，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：新型
国别省市：天津;12