[發明專利]一種利用標定罐的可變能量動力觸探方法

在審

• 申請號: 201810308849.3
• 申請日: 2018-04-09
• 公開（公告）號: CN108931449A
• 公開（公告）日: 2018-12-04
• 發明（設計）人: 汪云龍;張文彬;孫銳
• 申請（專利權）人: 中國地震局工程力學研究所
• 主分類號: G01N3/34
• 分類號: G01N3/34
• 代理公司: 北京華旭智信知識產權代理事務所(普通合伙) 11583
• 代理人: 李麗

本發明公開了一種利用標定罐的可變能量動力觸探方法，包括步驟：連接數據采集裝置的步驟；制備土樣的步驟；安裝壓力施加裝置并施加上覆壓力的步驟，包括在確認土樣表面水平后，將具有開孔的剛性頂蓋放于土樣表面上，將穿心千斤頂置于壓力加載梁與剛性頂蓋之間，然后通過液壓泵控制試驗時上覆壓力的大小；進行可變能量動力觸探試驗的步驟，包括將可變能量動力觸探裝置固定在壓力加載梁上，使得鉆桿和探頭從壓力加載梁的通孔、穿心千斤頂以及剛性頂蓋的開孔穿過，然后施加錘擊力進行可變能量動力觸探試驗并記錄實驗數據；以及計算土壓力參數和貫入阻力值。

技術領域

本發明涉及巖土工程技術領域，更具體涉及一種利用標定罐的可變能量動力觸探方法。

背景技術

由于巖土工程參數受到復雜多變自然環境影響以及巖土參數將直接影響工程設計質量，因此如何準確合理確定巖土工程參數是巖土工程中的關鍵問題。

巖土工程原位測試技術是直接在天然工程場地進行試驗而獲取工程參數的技術，相比于鉆孔取樣進行室內試驗，其具有簡便快捷，土體擾動小的優點，是獲取巖土工程參數的有效方法。動力觸探是利用一定質量的重錘以一定落距自由落下，將與探桿相連的標準探頭打入土中一定深度所需的錘擊數來判斷土體力學性質的技術。常規動力觸探的錘擊能量為一固定標準值，勢能裝置笨重不便于攜帶，因此出現了可變能量動力觸探裝置。

但是，通過原位測試參數需要轉換為土體參數，且建立基于原位測試參數的工程設計方法，需要大量原位測試數據和土體參數數據，相關原位測試技術經濟成本和時間成本都較高，并且無法控制變量，研究單一參數的影響。

因此，需要新的方法和系統裝置，以更加方便、經濟和準確地進行動力觸探。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的上述問題，由此提供一種基于可變能量動力觸探的標定罐系統以及基于該系統的動力觸探方法。

本發明通過設計特定結構的標定罐，并將其結合可變能量動力觸探儀，使得能夠模擬特定條件下天然場地的土體應力狀態，實時測量土壓力狀態和貫入阻力等參數，檢測施加壓力方式便捷簡單，提高了制樣效率，縮短了試驗周期。

根據本發明的一方面，還提供一種利用標定罐的可變能量動力觸探方法，包括步驟：

連接數據采集裝置30的步驟，包括將多個土壓力傳感器31設置在標定罐20內部的側壁以及底部上，并與數據采集儀32連接和校零；

制備土樣的步驟，包括根據指定級配以及密度配制一定質量的土樣，并將土樣裝入標定罐20內至指定深度；

安裝壓力施加裝置40并施加上覆壓力的步驟，包括在確認土樣表面水平后，將具有開孔230的剛性頂蓋23 放于土樣表面上，將穿心千斤頂41置于壓力加載梁24與剛性頂蓋23之間，然后通過液壓泵42控制試驗時上覆壓力的大小；

進行可變能量動力觸探試驗的步驟，包括將可變能量動力觸探裝置10固定在壓力加載梁24上，使得鉆桿和探頭從壓力加載梁24的通孔、穿心千斤頂41以及剛性頂蓋23的開孔穿過，然后施加錘擊力進行可變能量動力觸探試驗并記錄實驗數據；以及

計算貫入阻力值和土壓力參數例如靜止土壓力系數 K0。

根據本發明的一個實施方案，其中所述可變能量動力觸探裝置10為Panda2可變能量動力觸探儀。

根據本發明的一個實施方案，其中利用下面的荷蘭人公式計算貫入阻力值qd：

式中：q_d——錐形探頭的貫入阻力，Mpa；

m——標準重錘質量，kg；

A——錐形探頭的截面積，m²；