[發明專利]一種動力觸探自動測試儀器及實現方法

在審

• 申請號: 201911192844.X
• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN110904940A
• 公開（公告）日: 2020-03-24
• 發明（設計）人: 茍印祥;郭天興;石磊;李桂興
• 申請（專利權）人: 茍印祥
• 主分類號: E02D1/00
• 分類號: E02D1/00
• 代理公司: 成都樂易聯創專利代理有限公司 51269
• 代理人: 趙何婷

本發明公開了一種動力觸探自動測試儀器，包括錘座，錘座底部可拆卸安裝有鉆桿，鉆桿底部安裝有探頭，錘座頂部安裝有導桿，導桿上活動安裝有穿心錘，錘座底部設有數據處理模塊以及與數據處理模塊連接的激光測距模塊和加速度模塊；用于測量錘座底部與地面之間的距離數據，并將測量的所述距離數據發送至數據處理模塊，穿心錘多次錘擊錘座，每次錘擊后都會測量距離數據，數據處理模塊根據數個距離數據計算出觸探深度；加速度模塊用于測量每次錘擊后鉆桿向下運動的加速度和速度，并將測得數據發送至數據處理模塊，數據處理模塊根據加速度和速度數據判斷當次錘擊是否為有效錘擊。本發明能夠自動測量、判斷、記錄、處理數據并且效率和精度高。

技術領域

本發明涉及巖土工程勘察技術領域，特別是一種動力觸探自動測試儀器及實現方法。

背景技術

動力觸探和標準貫入試驗是巖土工程勘察和地基基礎檢測中一種常用的原位測試方法，其中動力觸探根據落錘的質量不同細分為輕型(10kg)、中型(28kg)、重型(63.5kg)、超重型(120kg)。該類測試均根據大量的試驗數據形成的工程經驗(已形成國家標準GB50021-2001(2009年版)和一些地方標準)建立了不同類型觸探測試的錘擊數N值、貫入深度△H和土層密實度、承載力、液化指標的相關聯系，對地層進行工程地質分層及定性評價。

目前，測試所得的關鍵數據，錘擊數N值、貫入深度△H以及鉆桿的傾斜度、鉆桿的總長度L均采用人工卷尺(皮尺)測量，現場人工計數，編錄并查表修正。此種方式過程繁瑣、耗費人力精力、時間成本較高，而且人工記錄容易出現錯漏和誤差，針對規范要求的鉆桿傾斜度要求測量不及時或不能及時發現，并且經濟成本較高，效率明顯不足，精度得不到保證。

發明內容

本發明所要解決的技術問題便是針對上述現有技術的不足，提供一種自動測量、判斷、記錄、處理數據并且效率和精度高的一種動力觸探自動測試儀器及實現方法。

為了實現以上目的，本發明的技術方案如下：

一種動力觸探自動測試儀器，包括錘座，所述錘座底部可拆卸安裝有鉆桿，鉆桿底部安裝有探頭，錘座頂部安裝有導桿，導桿上活動安裝有穿心錘，所述錘座底部設有數據處理模塊以及與數據處理模塊連接的激光測距模塊和加速度模塊；

所述激光測距模塊的激光束豎直向下，用于測量錘座底部與地面之間的距離數據，并將測量的所述距離數據發送至數據處理模塊，穿心錘多次錘擊錘座，每次錘擊后都會測量距離數據，數據處理模塊根據數個距離數據計算出觸探深度；

所述加速度模塊的主測軸豎直向下，用于測量每次錘擊后鉆桿向下運動的加速度和速度，并將測得的加速度和速度數據發送至數據處理模塊，數據處理模塊根據加速度和速度數據判斷當次錘擊是否為有效錘擊。

優選地，所述激光測距模塊包括三個，三個所述激光測距模塊以鉆桿軸線為中心呈環形均勻分布安裝在錘座底部，每次錘擊后的所述距離數據為三個激光測距模塊所測量數據的平均值。

優選地，所述數據處理模塊根據加速度和速度判斷當前錘擊是否為有效錘擊，具體是指將加速度和速度與預先設定的加速度閾值和速度閾值進行比較，加速度和速度均大于閾值，則判斷為有效錘擊；反之則為無效錘擊。

優選地，所述錘座底部還設有與數據處理模塊連接的定位模塊，用于測量鉆孔的位置坐標，并將測量的位置坐標發送至數據處理模塊，數據處理模塊根據預存的坐標數據判斷鉆孔位置坐標是否發生偏移。

優選地，所述錘座上還設有與數據處理模塊連接的通訊模塊，用于將數據處理模塊中得到的測量數據及計算數據發送至上位機。

優選地，所述鉆桿上設有反光板，反光板中心開有與鉆桿匹配的通孔，反光板朝向錘座的面上設有以鉆桿軸線為原點的數條同心圓線，數條同心圓線的半徑等間距增大，所述激光測距模塊的激光是豎直向下照射在最內圈的同心圓線上，根據激光測距模塊照射的激光點是否在同心圓線上，判斷鉆桿是否發生傾斜。