[發明專利]振動輔助式靜力觸探方法及應用

有效

• 申請號: 202010310830.X
• 申請日: 2020-04-20
• 公開（公告）號: CN111608164B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 周長瑞;聶細江;馬樂民;段志強;李連營;孫懷軍;穆磊;宋士杰;鄭奕;馮濤
• 申請（專利權）人: 天津市勘察設計院集團有限公司
• 主分類號: E02D1/02
• 分類號: E02D1/02;E02D1/00
• 代理公司: 天津企興智財知識產權代理有限公司 12226
• 代理人: 劉影

本發明提供了振動輔助式靜力觸探方法及應用，屬于巖土工程勘察原位測試領域，包括以下步驟，S1、振動輔助式靜力觸探儀的定位和準備；S2、探桿的靜力壓入和數據讀取，壓入速率在0.015～0.025米每秒，土質的壓入阻力與壓入速率成反比；S3、探桿的振動式壓入，并記錄振動結束深度；S4、振動式壓入與靜力壓入的交替，振動式壓入進入下一個循環即改為靜壓；S5、數據的導出和修正，將振動部分的數據根據不同深度乘以不同的調整系數，最終得到振動輔助式靜力觸探修正后的測試數據。本發明規范振動輔助式靜力觸探儀，同時將數據處理后達到直接利用的效果，實現振動輔助式靜力觸探技術的擴大應用范圍。

技術領域

本發明屬于巖土工程勘察原位測試領域，涉及振動輔助式靜力觸探方法及應用。

背景技術

靜力觸探是指利用壓力裝置將帶有傳感器的探頭通過探桿壓入試驗土層，探桿為中 空的鋼管，探頭的傳感器不斷采集端部土的力學性質數據，通過桿中的數據線傳遞到地面的電腦，數據主要包括深度、錐尖阻力及側摩阻力(單橋探頭沒有側摩阻力)等信息， 通過對這些力學數據的分析，進而判斷位置深度處的土層性質。在巖土工程勘察行業， 靜力觸探主要應用在沖積平原地域，同時主要針對淺層土，主要原因在于隨著深度的增 加，土的強度增加，單純靠靜壓力無法壓至更深的深度，同時隨著深度的增加，地質條 件變復雜，特別是容易遇到厚層粉土、砂土、卵石等密實土層，即使增加靜壓力也無法 穿過，導致靜力觸探技術鉆不到預定深度，從而也限制了靜力觸探的應用范圍。

為能順利穿過粉土、砂土等密實土層，一般傳統方式為增加反力或配重，即增加靜壓力，但是這樣遇到密實粉土、砂土層時容易達到探頭承載力極限，且有些場地表層土 較軟，無法承受較大設備重量，故增加反力及配重的方式仍然有局限性。振動輔助式靜 力觸探技術為在靜力觸探基礎上，不同于增加反力或配重的方式，而是通過增加錘擊振 動力的方式，將振動力通過探桿傳至最下端的探頭，將密實土層振動松散，從而穿越該 層，到達更深的預定深度。但在此過程中由于增加了振動力，改變了傳統靜力觸探的作 用效果，如果沒有具體測試流程及數據處理方法，振動輔助式靜力觸探技術也將沒有應 用價值，故發明該技術的測試流程及數據處理方法是很有實踐意義的。

發明內容

本發明要解決的問題是在于提供振動輔助式靜力觸探方法及應用，規范振動輔助式 靜力觸探儀，同時將數據處理后達到直接利用的效果，實現振動輔助式靜力觸探技術的擴大應用范圍。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：振動輔助式靜力觸探方法，包括以下步驟，S1、振動輔助式靜力觸探儀的定位和準備，通過經緯儀或RTK測量儀器，將 所需測試的孔位測量定位并做好標記，將振動輔助式靜力觸探儀移動至預定孔位，靜力 觸探儀錐尖對準孔位就位，將儀器啟動，電腦連接，進入觸探準備工作；

S2、探桿的靜力壓入和數據讀取，壓入速率在0.015～0.025米每秒，土質的壓入阻力與壓入速率成反比，每次壓入的深度一致且每壓入一次記錄一次數據；

S3、探桿的振動式壓入，錐尖阻力超過28兆帕時，啟動振動器改為振動，同時記錄振動開始時的深度，在振動器開始后每10厘米儀器讀取1次數據，共讀取5次，即振動 壓入50厘米為一個循環，此時應改為靜壓壓入，并記錄振動結束深度；

S4、振動式壓入與靜力壓入的交替，振動式壓入進入下一個循環即改為靜壓，若錐尖阻力不足28兆帕，繼續靜壓壓入，若改為靜壓后，錐尖阻力超過28兆帕，進行下一 個振動循環，在下一個振動之前獲取至少1次靜壓數據，作為后續修正標志；

S5、數據的導出和修正，將振動部分的數據根據不同深度乘以不同的調整系數，最終得到振動輔助式靜力觸探修正后的測試數據，應用于勘察報告及設計圖紙。

進一步的，在步驟S2中，每壓入10厘米記錄一次數據，數據的記錄通過手動或自動滾輪進行。