[發明專利]一種兩級組合錐頭孔壓靜力觸探貫入裝置

有效

• 申請號: 201910183766.0
• 申請日: 2019-03-12
• 公開（公告）號: CN109797728B
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 喬歡歡;蔡國軍
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: E02D1/02
• 分類號: E02D1/02
• 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

本發明公布了一種兩級組合錐頭孔壓靜力觸探貫入裝置，該裝置的最上端為螺紋接頭(1)，螺紋接頭(1)的下端與探桿(2)的上端相連，探桿(2)的下端與環形探頭(3)的上端連接，環形探頭(3)的下端與側壁摩擦筒(4)的上端連接，側壁摩擦筒(4)的下端連接有圓錐探頭(7)，且在側壁摩擦筒(4)和圓錐探頭(7)之間固定有孔壓過濾環(6)，在側壁摩擦筒(4)下端的內部設有孔隙水壓力傳感器(5)，在探桿(2)內部設有數模轉換器(8)，數模轉換器(8)通過同軸電纜(9)傳遞信號和數據。該貫入裝置用于識別砂土膠結特性，具有有快捷、經濟、易操作、準確率高等優點，為識別砂土膠結特性提供強有力的檢測工具。

技術領域

本發明涉及一種兩級組合錐頭孔壓靜力觸探貫入裝置，屬于巖土工程領域。

背景技術

膠結砂分布在中國海岸及河流下游沿岸的許多地區，它們也存在于美國、加拿大、澳大利亞、挪威和意大利等地。由于海洋生物骨骼遺骸的沉積而形成的鈣質膠結砂是溫暖的海岸區域的一個主要特征。在設計和分析中，了解膠結作用對土體強度的影響是非常重要的,在目前的設計過程中，由于不受擾動的膠結作用提高了土體的阻力，因而膠結作用往往被忽視,由于常規靜力觸探測試無法區分錐尖貫入的是致密的砂層還是疏松的膠結砂層，因而在打樁過程中，當膠結鍵破裂時，這些土層會引發許多工程問題。在強膠結砂中，由于其強度很高導致工程設計師忽視了膠結問題，比如在大直徑鉆孔灌注樁施工過程中，這些膠結鍵可能會完全斷裂導致樁承載力遠低于基于靜力觸探的預測值。

而在常規靜力觸探測試中，弱膠結砂通常無法被準確地識別,因此需要另外用標準貫入試驗來識別膠結砂；但是如果砂土膠結很弱，很容易被手指壓斷，現場技術人員可能不會注意到這一點。由于膠結砂主要影響錐尖阻力，如果能將這種效應與貫入阻力分離開來，就有可能識別膠結作用的存在以及膠結作用的強弱。據此本發明基于常規的孔壓靜力觸探圓錐貫入儀，提供了一種原位、準確、快捷識別的砂土膠結特性的原位測試裝置，該裝置無論是在膠結鍵被破壞之前還是之后，都可以測量到貫入阻力，然后通過底部錐尖阻力與殘余貫入阻力的關系，快速準確地識別砂土膠結特性。

發明內容

技術問題：本發明的目的是提供一種兩級組合錐頭孔壓靜力觸探貫入裝置，該貫入裝置用于識別砂土膠結特性，解決了目前國內無法進行砂土膠結特性的準確識別的問題，可用于巖土工程領域的原位準確識別砂土膠結特性。

技術方案：本發明提供了一種兩級組合錐頭孔壓靜力觸探貫入裝置，該裝置與常規的圓錐貫入儀的摩擦套筒固定連接，用于識別砂土膠結特性，該裝置的最上端為螺紋接頭，螺紋接頭的下端與探桿的上端相連，探桿的下端與環形探頭的上端連接，環形探頭的下端與側壁摩擦筒的上端連接，側壁摩擦筒的下端連接有圓錐探頭，且在側壁摩擦筒和圓錐探頭之間固定有孔壓過濾環，在側壁摩擦筒下端的內部設有孔隙水壓力傳感器，在探桿內部設有數模轉換器，數模轉換器通過同軸電纜傳遞信號和數據。

其中：

所述的螺紋接頭與常規的圓錐貫入儀的摩擦套筒螺旋連接。

所述的環形探頭的形狀為倒圓錐環形，其高度為10～150mm、錐角為30～ 120°，且環形探頭上端面的橫截面積等于探桿的橫截面積。

所述的圓錐探頭的錐角為30～120°，且與環形探頭的錐角相同。

所述的圓錐探頭的有效面積比，即圓錐探頭與側壁摩擦筒連接的橫截面積與圓錐探頭的最大橫截面積之比為0.55～0.90。

所述的環形探頭下端面的橫截面積、側壁摩擦筒的橫截面積和圓錐探頭的最大橫截面積三者相等，為1～35cm²。

所述的側壁摩擦筒的表面積為50～200cm²。

所述的孔壓過濾環的厚度1～10mm，位于圓錐探頭的錐肩位置。