[發明專利]一種非中空結構的靜力觸探探頭

有效

• 申請號: 201710786943.5
• 申請日: 2017-09-04
• 公開（公告）號: CN107542077B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發明（設計）人: 劉堅;李錦輝;羅武章;陳銳;雷衛東;陳中奎
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學深圳研究生院
• 主分類號: E02D1/00
• 分類號: E02D1/00
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產權事務所(普通合伙) 44248
• 代理人: 張立娟

本發明提供了一種非中空結構的靜力觸探探頭，其包括端阻力測量系統、側阻力測量系統和尾部傳力系統，依次連接。在實際工程中，靜力觸探探頭很難保持垂直貫入，傳統的中空結構的應變筒可能受到彎矩而發生變形，導致測量結果出現偏差。此外，制作應變片所用金屬的電工特性受到溫度的影響，導致測量結果也會受到溫度的影響。為了解決現有技術中的問題，本發明提供了一種非中空結構的靜力觸探探頭，其采用拉壓力感應單元作為靜力觸探探頭的傳感裝置，替代了傳統的應變筒上貼應變片的方法，增大了測量范圍，而且還降低了由于探頭貫入不垂直而產生彎矩的影響，提高了應變片工作的穩定性。

技術領域

本發明屬于巖土工程勘察領域，尤其涉及到巖土勘察工程中的原位測試試驗。

背景技術

靜力觸探試驗(Static Cone Penetration Test)是巖土工程勘察的一項非常重要的原位測試試驗,其利用準靜力以恒定的貫入速率將圓錐探頭通過一系列的探桿壓入土中，根據測得的探頭錐尖阻力和側摩阻力大小來間接判定土的物理力學性質。靜力觸探試驗能夠劃分土層，評價地基土的工程特性，探尋和確定樁基持力層，預估打入樁沉樁可能性和單樁承載力和檢驗人工填土的密實度及地基加固效果等。

靜力觸探探頭作為測量錐尖阻力和側摩阻力等參數的儀器，決定著整個靜力觸探試驗能否反映地質的真實情況。目前，靜力觸探探頭已廣泛應用于陸地或者海洋地質勘探，但其仍然存在一些技術缺陷：

傳統的靜力觸探探頭，例如用于微型靜力觸探儀的探頭(CN 102926370 A)、能夠消除海水深度影響的一種靜力觸探探頭(CN 106480870 A)、拆裝式可視化靜力觸探探頭(CN 105002879 A)等，其應變片直接貼在探頭的應變筒中，通過測量應變筒的軸向應變來得到錐尖阻力和側摩阻力。然而，在實際工程中，靜力觸探探頭很難保持垂直貫入，應變筒可能受到彎矩而發生變形，導致測量結果不穩定和出現偏差。此外，由于制作應變片所用金屬的電工特性受到溫度的影響，測量結果會受到溫度的影響，所以應該考慮應變片電路的溫度補償，將補償片貼在材料相同且不受外力作用的部件上。而傳統的靜力觸探探頭的應變筒會受力發生變形，故難以考慮溫度自補償。

發明內容

為了解決現有技術中的問題，本發明提供了一種非中空結構的靜力觸探探頭。

本發明提供了一種非中空結構的靜力觸探探頭，包括非中空結構的靜力觸探探頭本體，所述非中空結構的靜力觸探探頭包括端阻力測量系統、側阻力測量系統和尾部傳力系統，依次連接，

所述的端阻力測量系統包括錐頭1、密封圈3、拉壓力感應單元4、拉壓力感應單元4的數據傳輸線8，錐頭1與拉壓力感應單元4連接之間設置有密封圈 3；

所述側阻力測量系統包括摩擦筒7，內部設置有拉壓力感應單元安裝部件9、摩擦筒下端腔室20、摩擦筒上端腔室21、通線孔6、螺紋孔10、密封圈12、拉壓力感應單元13、拉壓力感應單元安裝部件17、拉壓力感應單元13的數據傳輸線15、連接桿腔室22、螺紋孔16、通線孔18，其中，腔室20和腔室21位于通線孔6兩端，數據傳輸線8位于通線孔6內，數據傳輸線8末端連接拉壓力感應單元安裝部件9，傳輸線15位于通線孔18內部；部件9、部件10、部件12、部件13、部件15、部件16、部件17依次連接，部件13及以后各部件位于連接桿腔室22內部；連接桿腔室22末端與部件23連接；

所述的尾部傳力系統包括連接桿19和通線孔23，通線孔23位于連接桿19 內部，通線孔23設置與部件17連接的傳輸線。

所述錐頭1為實心的不銹鋼圓錐，其尖端為貫入端，其平底端設有與所述拉壓力感應單元4連接的內螺紋螺柱2。

所述摩擦筒7為不銹鋼圓柱，其下端設有與所述拉壓力感應單元4連接的內螺紋螺柱5和容納拉壓力感應單元4的空腔室20，其上端設有與所述拉壓力感應單元安裝部件9連接的螺紋孔10和空腔室21。