【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及孔内标准贯入试验装置，尤其涉及一种顶驱落锤的孔内标准贯入试验装置及使用方法。
技术介绍
1、标准贯入试验是用质量63.5kg的穿心锤沿钻杆按照76cm的落距自由下落，将标准规格的贯入器自钻孔孔底高程预先击入15cm，继续击入30cm，并记下相应的击数，据此判断土的性质，是岩土工程勘察常见的原位测试手段之一。现有的标准贯入试验是依靠人工在地面牵引重锤进行锤击，并人工读取标贯击数和贯入厚度。在进行深层标准贯入试验时，由于杆长过长导致锤击能量损耗，工程研究表明杆长超过21m，能量损失已经很大，标准贯入试验不太适用。
2、孔底进行标准贯入试验能从根源上解决标贯能量传递损失问题，控制76cm的落距下落重锤是实施标准贯入试验的关键技术之一，随着测试装置被贯入下沉，每次重锤被释放的绝对位置均不同。人工控距的方法在孔底测试并不适用。为实现深部标贯亟需研发一种适用于孔底的标准贯入试验装置。其中最为关键的问题在于：1)如何避免地下水、泥浆等深部环境对试验结果的影响；2)如何在孔底实现标准化、自动化锤击。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种顶驱落锤的孔内标准贯入试验装置及使用方法。
2、一种顶驱落锤的孔内标准贯入试验装置，包括：
3、贯入单元，包括贯入取土器和贯入探杆，所述贯入探杆的顶部设有锤垫；
4、驱动单元，包括动力模块、升降模块和重锤，所述动力模块与所述升降模块相连接，所述升降模块用于将所述重锤顶升至设定高度，所
5、密封单元，设置在所述驱动单元的外侧，所述密封单元用于对所述驱动单元进行密封；
6、智能控制终端，用于对所述贯入单元的贯入深度和重锤的锤击次数进行测量和控制。
7、在其中一个实施例中，所述升降模块包括升降滑杆，所述升降滑杆设置在所述重锤的左右两侧，所述动力模块包括马达，所述马达与所述升降滑杆相连接，所述马达能够驱动所述升降滑杆伸出顶升所述重锤至设定高度。
8、在其中一个实施例中，所述密封单元包括：
9、密封壳，所述密封壳的底部具有一开口，所述贯入单元能够从所述开口内向外自由伸出；
10、隔离膜，所述隔离膜设置在所述开口和贯入探杆之间，所述隔离膜能够使所述密封壳的内部形成密封环境。
11、在其中一个实施例中，所述密封壳的内壁上还间隔地设有多个导轮，所述导轮与所述重锤的外侧壁相接触。
12、在其中一个实施例中，所述智能控制终端包括：
13、计数模块，所述计数模块用于对重锤的锤击次数进行记录；
14、第一测距模块，用于测量锤垫至重锤的距离，并在达到设定距离时激发到位响应信号；
15、第二测距模块，用于测量密封壳的底面至锤垫底面的距离；
16、控制模块，与所述数据收发模块、第一测距模块、第二测距模块、计数模块和动力模块相连接；
17、数据收发模块，与所述控制模块相连接，且所述数据收发模块还经牵引线缆与采集控制终端相连接；
18、供电模块，用于提供电源。
19、在其中一个实施例中，所述密封壳的顶部具有一线孔，所述牵引线缆穿过所述线孔，且所述牵引线缆经承重密封接头与所述线孔密封固定。
20、在其中一个实施例中，还包括钻管，所述钻管的底部内壁上设有限位台阶，所述密封单元位于所述限位台阶上。
21、一种顶驱落锤的孔内标准贯入试验装置的使用方法，其包括以下步骤：
22、s1、钻孔至预定标准贯入试验深度；
23、s2、下放顶驱落锤的孔内标准贯入试验装置；
24、s3、开启采集控制终端发出开始试验指令，开启动力模块，重锤被升降模块顶升，当第一测距模块感知距离为76cm后，激发到位响应信号，控制模块控制所述升降模块迅速收回，重锤自由下落击打锤垫，贯入取土器贯入测试地层内；
25、s4、重复步骤s3，当第二测距模块测得贯入取土器贯入15cm后，控制模块指令计数模块开始工作；
26、s5、重复步骤s3-s4，当贯入取土器继续贯入30cm后，击数不大于50，中止动力模块工作，计数模块记录数据为标准贯入锤击数；当击数等于50，且贯入深度未到30cm时，控制模块中止动力模块工作，并采用以下公式计算标准贯入锤击数：
27、
28、式中：n为标准贯入锤击数；δs为5 0击时的贯入深度。
29、上述顶驱落锤的孔内标准贯入试验装置及使用方法，通过采用动力模块和升降模块顶驱重锤以固定落距，重锤自由落下锤击贯入单元，并且通过智能控制终端对所述贯入单元的贯入深度和重锤的锤击次数进行测量和控制，其能够在孔底实现了标准化、自动化锤击，避免了标贯能量传递损失问题。并且通过采用密封单元实现贯入单元自由贯入土体的同时阻隔泥浆进入密封结构内，其能有效避免地下水、泥浆等深部环境对试验结果的影响。
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1.一种顶驱落锤的孔内标准贯入试验装置，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的顶驱落锤的孔内标准贯入试验装置，其特征在于，所述升降模块包括升降滑杆，所述升降滑杆设置在所述重锤的左右两侧，所述动力模块包括马达，所述马达与所述升降滑杆相连接，所述马达能够驱动所述升降滑杆伸出顶升所述重锤至设定高度。
3.如权利要求1所述的顶驱落锤的孔内标准贯入试验装置，其特征在于，所述密封单元包括：
4.如权利要求3所述的顶驱落锤的孔内标准贯入试验装置，其特征在于，所述密封壳的内壁上还间隔地设有多个导轮，所述导轮与所述重锤的外侧壁相接触。
5.如权利要求1所述的顶驱落锤的孔内标准贯入试验装置，其特征在于，所述智能控制终端包括：
6.如权利要求5所述的顶驱落锤的孔内标准贯入试验装置，其特征在于，所述密封壳的顶部具有一线孔，所述牵引线缆穿过所述线孔，且所述牵引线缆经承重密封接头与所述线孔密封固定。
7.如权利要求1所述的顶驱落锤的孔内标准贯入试验装置，其特征在于，还包括钻管，所述钻管的底部内壁上设有限位台阶，所述密封单元位于所述限
8.一种顶驱落锤的孔内标准贯入试验装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种顶驱落锤的孔内标准贯入试验装置，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的顶驱落锤的孔内标准贯入试验装置，其特征在于，所述升降模块包括升降滑杆，所述升降滑杆设置在所述重锤的左右两侧，所述动力模块包括马达，所述马达与所述升降滑杆相连接，所述马达能够驱动所述升降滑杆伸出顶升所述重锤至设定高度。
3.如权利要求1所述的顶驱落锤的孔内标准贯入试验装置，其特征在于，所述密封单元包括：
4.如权利要求3所述的顶驱落锤的孔内标准贯入试验装置，其特征在于，所述密封壳的内壁上还间隔地设有多个导轮，所述导轮与所述重锤的...
【专利技术属性】
技术研发人员：金宗川，梁振宁，沈蒙，张静，谢飞，蔡永生，曹兴国，马睿，李树政，
申请(专利权)人：上海勘察设计研究院集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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