[發明專利]離心機機載三要素靜力觸探儀

有效

• 申請號: 201110373343.9
• 申請日: 2011-11-22
• 公開（公告）號: CN102493423A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 周燕國;陳云敏;梁甜;凌道盛;孔令剛;朱斌;黃錦舒
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: E02D1/00
• 分類號: E02D1/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術領域

本發明涉及巖土工程靜力觸探儀器，尤其是涉及一種離心機機載三要素靜力觸探儀。

背景技術

近年來，靜力觸探受到很多巖土工作者的關注，其原理是利用機械靜壓力將帶有傳感器的探頭由中空探桿以規定的速率貫入地層，傳感器測試到的信息通過中空探桿傳輸到地面記錄器上，目前，靜力觸探測試成果已在巖土工程中廣泛應用，其中主要包括四個方面:?修正錐尖阻力,?使錐尖阻力真正反映土的性質;?評價滲流,?固結特性；區分排水、部分排水、不排水貫入方式，以滿足不同需要；提高土分層與土質分類的可靠性。

但是，上述成果均來自于靜力觸探原位試驗，而靜力觸探原位試驗存在的不確定因為很多，其數據的利用受到很大的限制，且很多情況下只能用于初步估算。另外，原位靜力觸探設備體積較大，運輸不方便，當需要探入的深度較深或土層較硬時，設備能提供的反力較小。此外，由于場地條件限制，使得部分地區難以實施靜力觸探。諸如上述原因使得利用不來就受到限制的靜力靜力觸探儀數據十分有限，從而在很大程度上限制了靜力觸探技術在巖土工程中的發展。

發明內容

為了克服背景技術中的不足，本發明的目的在于提供一種離心機機載三要素靜力觸探儀，結合離心機超重力條件下場地縮尺效應，為靜力觸探技術的發展提供豐富、有效的數據。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

本發明的底座上面沿長度方向兩側分別設有滑軌，在兩條滑軌間的底座上沿長度方向設有水平傳動絲桿，水平傳動絲桿一側的帶輪與安裝在底座上的水平移動電機軸上的帶輪通過水平移動傳動帶連接，兩條滑軌和水平傳動絲桿上方設置安裝靜力觸探儀用的機身平臺，機身平臺側面通過螺母與水平傳動絲桿連接；機身平臺上安裝有測量移動距離的水平移動距離測量儀和垂直移動距離測量儀，其中水平移動距離測量儀的標尺與固定在底座上的垂直桿連接；機身平臺四角上分別設有對稱分布的立柱，四根立柱上端安裝頂板，沿機身平臺寬度方向的兩根立柱中間對稱設有垂直移動傳動絲桿，兩根垂直傳動絲桿的一端穿過頂板，兩根垂直傳動絲桿與橫梁構成螺旋副，兩根垂直傳動絲桿的另一端安裝在機身平臺，位于頂板與機身平臺間的任意一對角的兩根立柱之間裝有探桿夾持板，橫梁與探桿夾持板中間通過矩形鋼絲圈滑動連接；探桿一端安裝在橫梁上，且探桿穿過探桿夾持板和機身平臺后與探頭連接；垂直移動距離測量儀的標尺與固定在橫梁上的水平桿連接；頂板上安裝有垂直移動用電機和傳動軸，且垂直移動用電機一側的帶輪與固定在傳動軸上的帶輪通過垂直移動傳動帶連接，傳動軸的兩端分別通過蝸輪副與兩根垂直傳動絲桿連接。

所述的探頭為拆卸式的能測量錐尖阻力q_c、側摩阻力f_s和孔壓u三要素的探頭；探頭錐角為60°、45°或30°。

本發明具有的有益效果是：

1、離心機機載三要素靜力觸探儀設計理念為超重力條件下使用，質輕，強度高，操作簡便，結合離心機場地縮尺效應，在室內能夠模擬原位靜力觸探實驗，為豐富靜力觸探試驗數據提供有效手段及發展靜力觸探試驗理論提供基礎。

2、離心機機載三要素靜力觸探儀能夠沿底座長度方向水平運動，1g情況下其運行最大距離為500mm，運行速度為100mm/min，在50g超重力場條件下能夠對平面25m范圍內的土體進行探測。

3、離心機機載三要素靜力觸探儀的探桿能夠沿垂直方向運動，1g下其運行最大距離為500mm，運行最大速度為120mm/min，在50g超重力場條件下能夠對深度25m范圍內的土體進行探測，探桿下端內部設置有螺紋，探頭的安裝于拆卸方便，同時該探桿可連接不同類型的探頭。

4、離心機機載三要素靜力觸探儀配備探頭內部配置有錐尖阻力測量應變片、側摩阻力應變片和孔壓計，能夠測量錐尖阻力qc、側摩阻力fs和孔壓u三要素的觸探頭，其錐角有60°、45°和30°三種，同時，該儀器的觸探頭為可拆卸式的，并不僅限于上述幾種，可根據不同試驗的需求，運用相應尺寸的觸探頭進行試驗。

5、離心機機載三要素靜力觸探儀的探桿夾持板能夠防止探桿在貫入過程中發生傾斜，能夠提高實驗數據精度；

6、離心機機載三要素靜力觸探儀固定在離心機吊籃上，能夠提供試驗需要的支反力。

附圖說明

圖1是本發明的俯視圖。

圖2是本發明的正視圖。

圖3是本發明的右視圖。