基于剪切波速的现场填土路基压实度检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了基于剪切波速的现场填土路基压实度检测装置及检测方法，解决了现有技术中探杆对土体会产生嵌挤效应和弯曲元与待测路基土紧密接触的问题，具有提高剪切波测试结果可靠性的有益效果，具体方案如下：基于剪切波速的现场填土路基压实度检测装置，包括剪切波激发机构和剪切波接收机构，二者均包括外部套管、取土内芯管和弯曲元内芯杆；外部套管，侧壁设置第一开口；取土内芯管，能够与外部套管可拆卸连接，以在外部套管切入土体时外部套管内部的土体进入取土内芯管，取土内芯管在外力作用下能相对于外部套管移动；弯曲元内芯杆包括内部中空的杆体，杆体能够与外部套管连接，杆体设置能够与第一开口相通的第二开口，杆体内设置可移动的弯曲元试验件。内设置可移动的弯曲元试验件。内设置可移动的弯曲元试验件。

【技术实现步骤摘要】
基于剪切波速的现场填土路基压实度检测装置及方法


[0001]本专利技术涉及岩土工程领域，尤其是基于剪切波速的现场填土路基压实度检测装置及方法。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]路基是公路线路的重要组成部分，而当前路基填筑工程面临着工期紧张，压实效果检测复杂等问题。随着大吨位压路机与大厚度摊铺技术的逐渐推广，传统的压实度检测方法，如灌砂法测等已经不再适用，难以满足大厚度摊铺条件下的压实度检测的需求。
[0004]已有研究表明，土体的压实状态能通过剪切波速反应出来，而弯曲元试验件是检测土体剪切波速的最便捷且可靠的方式。同时，通过弯曲元试验件伸入土体检测压实状态，不仅便捷、高效，还能减少对已建成工程的损伤。
[0005]当前基于弯曲元试验件的填土剪切波速测试方法多为贯入式，即直接将实心杆状结构直接贯入土体中。然而，专利技术人发现，探杆本身的体积会对土体产生明显的嵌挤效应，使其附近的土体发生挤密。不仅增加弯曲元试验件伸入土体的难度，而且显著影响波速测试结果的可靠性。同时，单纯的路基土取芯面临着完整芯样取出困难、取出后受扰动大等难题，简单通过取芯检测填土压实效果并不足够可靠。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供基于剪切波速的现场填土路基压实度检测装置，能够有效减少对土体的扰动、破坏和损伤，同时检测结果具有可重复性，满足紧张的施工期和准确性的要求。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：
[0008]基于剪切波速的现场填土路基压实度检测装置，包括剪切波激发机构和剪切波接收机构，二者可间隔设定距离插入填土路基中，且二者均包括外部套管、取土内芯管和弯曲元内芯杆；
[0009]内部中空的外部套管，侧壁设置第一开口；
[0010]取土内芯管，内部中空，且能够与外部套管可拆卸连接，以在外部套管插入土体时外部套管内部的土体进入取土内芯管，取土内芯管在外力作用下能相对于外部套管移动以通过取土内芯管及其内部的土样取出；
[0011]弯曲元内芯杆，包括内部中空的杆体，杆体能够与外部套管连接，杆体设置能够与第一开口相通的第二开口，杆体内设置可移动的弯曲元试验件，弯曲元试验件能够通过第二开口、第一开口移动至外部套管外侧的土体中，实现剪切波发射或接收。
[0012]上述的检测装置，剪切波激发机构和剪切波接收机构可被设置于路基土体中，一个用于剪切波的发射，另一个用于剪切波的接收，这样可获取剪切波速由此来判断填土路
基的压实度情况；而且取土内芯管可将其内部的土样取出，便于后续弯曲元内芯杆安装于外部套管内，且取出的土样可反映土体的物理状态。
[0013]如上所述的基于剪切波速的现场填土路基压实度检测装置，所述杆体内设置移动机构，移动机构与所述弯曲元试验件连接，以带动弯曲元试验件在垂直于杆体方向的往复直线运动。
[0014]如上所述的基于剪切波速的现场填土路基压实度检测装置，所述移动机构包括动力件和传动机构，动力件与传动机构连接，传动机构与固定于所述弯曲元试验件的第一齿条配合，动力件通过传动机构带动弯曲元试验件相对于杆体的运动。
[0015]如上所述的基于剪切波速的现场填土路基压实度检测装置，为了方便操作，所述传动机构为链条传送机构，链条传送机构包括通过传动链条连接的主动轮和从动轮，主动轮与所述动力件连接，从动轮带动第三齿轮转动，从动轮与第三齿轮同轴设置，以在从动轮转动过程中，带动第三齿轮的转动，第三齿轮与所述第一齿条啮合；
[0016]所述动力件为与所述主动轮连接的Z型摇杆，Z型摇杆穿过弯曲元内芯杆和外部套管设置，以便于从外部套管外部带动第三齿轮的转动；或者，动力件为与所述主动轮连接的旋转电机。
[0017]如上所述的基于剪切波速的现场填土路基压实度检测装置，所述第三齿轮还与第二齿条啮合，第二齿条设于竖向板体的一侧，第二齿条与所述第一齿条相互垂直，第二齿条贴近所述杆体侧壁设置，以通过第三齿轮的转动带动竖向板体封闭或开启所述的第二开口。
[0018]如上所述的基于剪切波速的现场填土路基压实度检测装置，所述弯曲元试验件包括压电陶瓷弯曲元，弯曲元试验件的一端对准第二开口设置，弯曲元试验件环向设置基座，基座内填充封装材料以包裹压电陶瓷弯曲元，基座一侧固定所述的第一齿条，基座的另一侧通过所述杆体的底端进行支撑。
[0019]如上所述的基于剪切波速的现场填土路基压实度检测装置，在另一些方案中，所述移动机构为第一直线驱动机构，第一直线驱动机构固定于杆体内，第一直线驱动机构与所述弯曲元试验件连接，以带动弯曲元试验件运动；
[0020]所述杆体内在所述第二开口处设置可移动的开关门，开关门与第二直线驱动机构连接以带动开关门封闭或开启第二开口。
[0021]如上所述的基于剪切波速的现场填土路基压实度检测装置，所述外部套管的一端设置便于外部套管插入土体的斜面，且设置斜面的一端内侧设置卡槽结构，所述取土内芯管和所述弯曲元内芯杆的一端均能够与卡槽结构卡合，以有效保证外部套管与取土内芯管的一体性，或者外部套管与弯曲元内芯杆的一体性。
[0022]如上所述的基于剪切波速的现场填土路基压实度检测装置，所述外部套管、所述取土内芯管和所述弯曲元内芯杆的一端外缘均设置平台，各平台均设置可同锁紧件穿过的通孔，由此可实现外部套管、取土内芯管的可拆卸连接，外部套管、弯曲元内芯杆的可拆卸连接，这样检测装置可实现重复利用。
[0023]第二方面，本专利技术还提供了基于剪切波速的现场填土路基压实度检测装置的检测方法，包括如下内容：
[0024]确定剪切波激发机构和剪切波接收机构之间的间距；
[0025]针对剪切波激发机构或剪切波接收机构，将外部套管与取土内芯管连接，并将外部套管与取土内芯管压入路基土体中；
[0026]解除外部套管与取土内芯管之间的连接关系，通过外力将取土内芯管从外部套管中取出，外部套管留在路基土体中；
[0027]将弯曲元内芯杆深入外部套管中并使得第一开口和第二开口相通，紧固弯曲元内芯杆与外部套管；
[0028]剪切波激发机构中的弯曲元试验件产生激发波，由剪切波接收机构中的弯曲元试验件接收相应的接收波，获得剪切波传播时间；
[0029]根据剪切波激发机构和剪切波接收机构之间的间距、外部套管的外径、弯曲元试验件相对于外部套筒伸出长度和剪切波传播时间获得剪切波速；
[0030]将获得的剪切波速与室内标定结果进行对比得出结果，以此反应现场路基土体的压实状态。
[0031]上述本专利技术的有益效果如下：
[0032]1)本专利技术通过剪切波激发机构和剪切波接收机构的设置，能够实现对剪切波速的获取，将波速测试结果与室内标定结果对照，即可反应现场土体的压实状态，整体装置可实现路基现场剪切波速检测并反映土体物理状态与压实效果，整体结构可贯入路基土体，有效减少对周边土体的挤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于剪切波速的现场填土路基压实度检测装置，其特征在于，包括剪切波激发机构和剪切波接收机构，二者可设定间隔距离插入填土路基中，且二者均包括外部套管、取土内芯管和弯曲元内芯杆；内部中空的外部套管，侧壁设置第一开口；取土内芯管，内部中空，且能够与外部套管可拆卸连接，以在外部套管插入土体时外部套管内部的土体进入取土内芯管，取土内芯管在外力作用下能相对于外部套管移动以通过取土内芯管将其内部的土样取出；弯曲元内芯杆，包括内部中空的杆体，杆体能够与外部套管连接，杆体设置能够与第一开口相通的第二开口，杆体内设置可移动的弯曲元试验件，弯曲元试验件能够通过第二开口、第一开口移动至外部套管外侧的土体中，实现剪切波发射或接收。2.根据权利要求1所述的基于剪切波速的现场填土路基压实度检测装置，其特征在于，所述杆体内设置移动机构，移动机构与所述弯曲元试验件连接，以带动弯曲元试验件在垂直于杆体方向的往复直线运动。3.根据权利要求2所述的基于剪切波速的现场填土路基压实度检测装置，其特征在于，所述移动机构包括动力件和传动机构，动力件与传动机构连接，传动机构与固定于所述弯曲元试验件的第一齿条配合。4.根据权利要求3所述的基于剪切波速的现场填土路基压实度检测装置，其特征在于，所述传动机构为链条传送机构，链条传送机构包括通过传动链条连接的主动轮和从动轮，主动轮与所述动力件连接，从动轮带动第三齿轮转动，第三齿轮与所述第一齿条啮合；所述动力件为与所述主动轮连接的Z型摇杆，或者，动力件为与所述主动轮连接的旋转电机。5.根据权利要求4所述的基于剪切波速的现场填土路基压实度检测装置，其特征在于，所述第三齿轮还与第二齿条啮合，第二齿条设于竖向板体的一侧，第二齿条与所述第一齿条相互垂直，第二齿条贴近所述杆体侧壁设置，以通过第三齿轮的转动带动竖向板体封闭或开启所述的第二开口。6.根据权利要求3所述的基于剪切波速的现场填土路基压实度检测装置，其特征在于，所述弯曲元试验件包括压电陶瓷弯曲元，弯曲元试验件的一端对准...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋红光，李宜欣，马川义，周鹏飞，王凯，王育杰，姚占勇，张吉哲，姚凯，梁明，
申请(专利权)人：山东高速集团有限公司，
类型：发明
国别省市：