[發明專利]土體含水率檢測方法、檢測系統及貫入裝置

有效

• 申請號: 202110534793.5
• 申請日: 2021-05-17
• 公開（公告）號: CN113267612B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 王雪菲;張子成;楊祥;靳進釗;李家樂;張超
• 申請（專利權）人: 河北工業大學;河北雄安榮烏高速公路有限公司
• 主分類號: G01N33/24
• 分類號: G01N33/24
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 付長杰

1.一種土體含水率檢測方法，所述檢測方法能應用在現場路基壓實之后土體的含水率測量中，道路壓實一層層鋪，一層層壓實，每層土厚度不同，深度不同，實現在不同深度的含水率預測；該檢測方法包括以下內容：

室外采集不同類型的土體，獲得不同種類土體的土體干密度，通過改變加水量控制土體中的含水率，獲得不同含水率的不同土體的試驗樣本，針對試驗樣本，在不同試驗樣本表面施加不同的豎向壓力，改變彎曲元傳感器的貫入深度，測得的不同試驗樣本在不同豎向壓力下、不同入土深度的剪切波速，將土體干密度、入土深度、土體類型、豎向壓力、剪切波速和對應的含水率作為一組數據，進而獲得所有試驗樣本的多組數據，構成數據集；

將土體干密度、入土深度、剪切波速、土體類型、豎向壓力作為特征值，含水率作為目標值，構建人工神經網絡模型，利用數據集對人工神經網絡模型進行訓練，獲得訓練好的人工神經網絡模型；

將待測土體的土體干密度、入土深度、剪切波速、土體類型、豎向壓力輸入訓練好的人工神經網絡模型即能獲得現場施工的土體含水率；所述待測土體的土體剪切波速、入土深度由現場測得，所述待測土體的豎向壓力根據地基處理機械的施工參數換算得到。

2.根據權利要求1所述的土體含水率檢測方法，其特征在于，所述土體剪切波速由內置彎曲元傳感器的貫入裝置測量，所述貫入裝置包括：兩個豎向平行探桿(2)、固定連接兩個平行探桿的連接桿(1)，每個平行探桿上都刻有刻度尺(4)，探桿(2)為多層可伸縮套桿，相鄰層的套桿通過彈簧卡扣連接，彈簧卡扣按下后其連接在其上的下一層套桿伸出，多層可伸縮套桿全部展開時其表面上的刻度尺刻度連續，根據入土深度改變可伸縮套桿的展開層數，保證可伸縮套桿刻度量程始終大于入土深度；

所述探桿內同軸設置有空桿，空桿與最內層的套桿內壁連接固定，螺桿穿過空桿并穿出探桿，且螺桿偏心安裝，螺桿的底部固定連接有第一三角滑塊，在螺桿上部安裝有旋轉螺母，旋轉螺母能控制螺桿上下移動，帶動螺桿(9)底端的第一三角滑塊上下移動；

在末端的探桿上管壁上預留有供彎曲元傳感器推出孔位，在該孔位的水平面上設置有供彎曲元傳感器移動的導軌(14)，導軌固定在最內層套桿內部且與最內層套桿內壁固定，彎曲元傳感器的內側連接第二三角滑塊，第一三角滑塊和第二三角滑塊的兩個傾斜面相接觸，在螺桿上下移動過程中第一三角滑塊通過斜面擠壓第二三角滑塊，使第二三角滑塊沿著導軌(14)發生水平方向上的移動，將彎曲元傳感器推出孔位，兩個探桿上的彎曲元傳感器，一個是接收彎曲元傳感器，另一個是發射彎曲元傳感器。

3.根據權利要求2所述的土體含水率檢測方法，其特征在于，在彎曲元傳感器上方的第二三角滑塊和探桿內壁之間固定安裝有彈簧，收回彎曲元傳感器時先反向旋轉螺母，彈簧(15)解除壓縮狀態的過程中，向內推動第二三角滑塊，使彎曲元傳感器復位。

4.根據權利要求2所述的土體含水率檢測方法，其特征在于，在彎曲元傳感器(6)的推出孔位的探桿管壁上以彎曲元傳感器為中心上下對稱設置有兩個彎曲元傳感器保護結構(5)。

5.根據權利要求2所述的土體含水率檢測方法，其特征在于，所述空桿的內徑大于螺桿直徑，且能容納電纜即可。