[發明專利]電阻率靜力觸探探頭

無效

• 申請號: 201010145005.5
• 申請日: 2010-04-12
• 公開（公告）號: CN101799442A
• 公開（公告）日: 2010-08-11
• 發明（設計）人: 劉松玉;蔡國軍;童立元
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01N27/04
• 分類號: G01N27/04
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明涉及一種電阻率靜力觸探探頭，屬于巖土工程領域中一種能夠連續地分析測試土層原位電阻率的靜力觸探裝置。

背景技術

靜力觸探技術是指利用壓力裝置將帶有觸探頭的觸探桿壓入試驗土層，通過量測系統測試土的錐尖阻力、側壁摩阻力等，可確定土的某些基本物理力學特性，如土的變形模量、土的容許承載力等。靜力觸探技術至今已有80多年的歷史。國際上廣泛應用靜力觸探，部分或全部代替了工程勘察中的鉆探和取樣。我國于1965年首先研制成功電測式靜力觸探并應用于勘察。近幾年隨著傳感器技術的快速發展，出現了很多新的靜力觸探技術，這些技術能夠快速、準確地獲得土層的孔隙水壓力、地震波、污染物性狀、溫度、甚至影像。國外已將之大量應用于環境巖土工程領域。我國在新型靜力觸探傳感器的研究起步比較晚，目前國內廣泛使用的單雙橋靜力觸探僅能夠測試的貫入阻力或比貫入阻力，側壁摩阻力，可確定的土層基本物理力學特性非常有限。

發明內容

技術問題：本發明要解決的技術問題是針對國內現有單雙橋靜探技術存在的缺陷，提出一種用于地基處理效果檢測的電阻率靜力觸探探頭。

技術方案：本發明的電阻率靜力觸探探頭上半段的外周包有兩個環形電極，在環形電極的上下兩側為絕緣層；在該探頭下半段設有三分量地震檢波器，在三分量地震檢波器的下部設有測斜儀，摩擦筒位于測斜儀的下方，在摩擦筒的中部設有孔隙水壓力傳感器，在摩擦筒的下方連接有探頭，孔壓過濾環位于摩擦筒與探頭的連接處。

探頭的錐角為60°，錐底截面積為10cm²，摩擦筒表面積150cm²。

孔壓過濾環厚度5mm，位于錐肩位置，探頭的有效面積比為0.8。

本發明的電阻率靜力觸探探頭，其電阻率測試部分主要由兩個銅質環形電極以及內部的電路系統等所組成。銅電極之間用絕緣塑料隔離開來，形成O形環狀密封系統。通過其內部的電路系統與兩個電極同步、連續地測量內部兩電極間的電壓變化，并計算電極周圍土體的電阻率大小。

有益效果：因為電阻率靜力觸探探頭所測土原位電阻率是土的基本參數之一，與土的結構、孔隙比、含水量及組成等密切相關，其變化可有效反映土體基本特性參數的變化。因此可以通過對比地基加固前后電阻率的不同來進行地基處理效果的評價，該項技術具有連續性、可靠性和可重復性的特點。

假設地基處理前后，土性參數a和膠結系數m保持不變，根據Archie模型定義地基處理前后孔隙率比n′/n為(式中表示地基處理后的值)：

n′/n＝((ρ′/ρ)·(ρ_w?/ρ_w′))^-1/m

式中，n′為地基處理后土的孔隙率；n為地基處理前土的孔隙率。

用在電阻率靜力觸探現場測試中，地下水電阻率測試和假設的m值可以用來評價地基處理前后土的孔隙率比。例如地基處理后砂土的孔隙率減小了，地基變得密實了。在探頭貫入過程中擾動影響大的區域，體積應變的大小和分布隨著密實度和應力水平而改變，實測證明兩者在地基處理后均得到了提高。在另外一個振動置換場地加固前后電阻率的改變已得到了證實。

附圖說明

圖1是本發明的測量原理圖；

其中有：絕緣塑料1，環形電極2，三分量地震檢波器3，測斜儀4，摩擦筒5，孔隙水壓力傳感器6，探頭7，孔壓過濾環8。

具體實施方式

本發明的電阻率靜力觸探探頭上半段的外周包有兩個環形電極2，在環形電極2的兩側為絕緣層1；在該探頭下半段設有三分量地震檢波器3，在三分量地震檢波器3的下部設有測斜儀4，摩擦筒5位于測斜儀4的下方，在摩擦筒5的中部設有孔隙水壓力傳感器6，在摩擦筒5的下方連接有探頭7，孔壓過濾環8位于摩擦筒5與探頭7的連接處。探頭7的錐角為60°，錐底截面積為10cm²。