[實用新型]一種自由落體式動力觸探裝置

有效

• 申請號: 202022376692.3
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN213709467U
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 蔡國軍;榮琦;劉東明;劉薛寧;林軍
• 申請（專利權）人: 南京智探巖土科技有限公司
• 主分類號: E02D1/00
• 分類號: E02D1/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 金詩琦

本實用新型公開了一種自由落體式動力觸探裝置，包括電磁釋放裝置、導流罩、自適應調節穩定尾翼、探桿、摩擦套筒和錐頭，導流罩分別與電磁釋放裝置、探桿相連，導流罩上設置自適應調節穩定尾翼，摩擦套筒分別與探桿、錐頭相連。探桿包括互相連接的第一探桿、第二探桿和第三探桿，第二探桿靠近第三探桿處周向設置取樣艙。取樣艙外表面為環形透水壁。本實用新型方便釋放，下落穩定性好，利用取樣艙能夠進行取樣分析，對不同狀態土體適應性好；通過自由下落狀態裝置，動力貫入土中，可進行實時、自動的數據采集、處理、存儲，并可以采集試樣，可準確、經濟、快速地評價海洋超軟土工程特性，為海洋巖土工程勘察實踐提供強有力的測試工具。

技術領域

本實用新型涉及動力觸探裝置，具體為一種自由落體式動力觸探裝置。

背景技術

靜力觸探技術(CPT)作為最常見的原位測試方法之一，近年來得到長足發展。孔壓靜力觸探技術(CPTU)在傳統靜力觸探裝置的基礎上安裝有多個傳感器，可以同時測試土體的錐尖阻力、側壁摩阻力、孔隙水壓力，可以用于估算土的不排水抗剪強度、不排水楊氏模量、滲透系數等力學、變形特性指標。

申請號為201910762712.X的中國專利一種用于評價海底淺層土特性的自由落體式孔壓動力觸探裝置，包括導流罩、設置在所述導流罩上的穩定尾翼、與所述導流罩連接的配重探桿、與所述配重探桿連接的上部探桿、下部探桿；所述上部探桿與所述下部探桿通過中部連接器實現機械連接；所述上部探桿與所述下部探桿之間通過同軸電纜實現信號連接；所述下部探桿上安裝靜力觸探探頭，所述上部探桿里面設置有動力觸探模塊，雖然能評價海洋超軟土工程特性的缺陷，但是該裝置在釋放之后，自由落體運動過程中，極易受空氣阻力和水體阻力的影響，出現整體歪斜，接觸土體時非豎直貫入，該問題極大影響數據采集的可靠性；在針對非常軟的土層進行測試時，因錐形探頭本身受力特點，錐尖阻力和加速度數據值會非常小，造成誤差偏大，數據特點不明顯，通過數據解譯土體參數時，并不能很好地反映土體本身的物理力學指標；該裝置不具備取樣裝置，不能對海底超軟土進行取樣。

雖然申請號為201820858996.3的中國專利公開了一種中空側壁敷線式靜力觸探裝置設備，申請號為201220545746.7的中國專利公開了一種新型靜力觸探裝置中提供可用于取樣的裝置，但是該兩種裝置均為對傳統靜力觸探裝置的改進，針對的土體為強度較大的陸地土，針對強度低，呈現流塑狀態的海底軟弱土并不能適用于，取樣過程中會出現土樣流失的情況。

實用新型內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本實用新型目的是提供一種操作簡便、下落穩定性好、能夠進行取樣分析、對不同狀態土體適應性好的自由落體式動力觸探裝置。

技術方案：本實用新型所述的一種自由落體式動力觸探裝置，包括電磁釋放裝置、導流罩、自適應調節穩定尾翼、探桿、摩擦套筒和錐頭，導流罩分別與電磁釋放裝置、探桿相連，導流罩上設置自適應調節穩定尾翼，摩擦套筒分別與探桿、錐頭相連。

探桿包括互相連接的第一探桿、第二探桿和第三探桿，第二探桿靠近第三探桿處周向設置取樣艙。取樣艙外表面為環形透水壁。取樣艙的進口處設置單向閥門。導流罩與第一探桿的連接處設置第一密封墊圈。第一探桿與第二探桿的連接處設置第二密封墊圈。第三探桿與摩擦套筒的連接處設置第三密封墊圈。第一探桿為配重探桿，用來增加整個裝置的質量，保證裝置在與土壤接觸時有足夠的勢能貫入。

第二探桿內設置三軸MEMS陀螺儀、三軸MEMS加速度計和微處理器，三軸MEMS陀螺儀、三軸MEMS加速度計都連接微處理器，微處理器分別與藍牙芯片、Flash存儲器、USB數據接口相連。錐頭與摩擦套筒之間設置壓力傳感器和孔壓通道，孔壓通道的入口處設置孔壓過濾環，孔壓通道與壓力傳感器相連，壓力傳感器與微處理器相連。壓力傳感器有三個，分別用于測量孔隙水壓力、錐尖壓力、錐尖+側壁壓力。