[發(fā)明專利]基于剪切波速的現(xiàn)場填土路基壓實(shí)度檢測裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110920672.4
• 申請(qǐng)日: 2021-08-11
• 公開（公告）號(hào): CN113777169B
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣紅光;李宜欣;馬川義;周鵬飛;王凱;王育杰;姚占勇;張吉哲;姚凱;梁明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué);山東高速集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): G01N29/07
• 分類號(hào): G01N29/07
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 任歡

本發(fā)明公開了基于剪切波速的現(xiàn)場填土路基壓實(shí)度檢測裝置及檢測方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中探桿對(duì)土體會(huì)產(chǎn)生嵌擠效應(yīng)和彎曲元與待測路基土緊密接觸的問題，具有提高剪切波測試結(jié)果可靠性的有益效果，具體方案如下：基于剪切波速的現(xiàn)場填土路基壓實(shí)度檢測裝置，包括剪切波激發(fā)機(jī)構(gòu)和剪切波接收機(jī)構(gòu)，二者均包括外部套管、取土內(nèi)芯管和彎曲元內(nèi)芯桿；外部套管，側(cè)壁設(shè)置第一開口；取土內(nèi)芯管，能夠與外部套管可拆卸連接，以在外部套管切入土體時(shí)外部套管內(nèi)部的土體進(jìn)入取土內(nèi)芯管，取土內(nèi)芯管在外力作用下能相對(duì)于外部套管移動(dòng)；彎曲元內(nèi)芯桿包括內(nèi)部中空的桿體，桿體能夠與外部套管連接，桿體設(shè)置能夠與第一開口相通的第二開口，桿體內(nèi)設(shè)置可移動(dòng)的彎曲元試驗(yàn)件。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及巖土工程領(lǐng)域，尤其是基于剪切波速的現(xiàn)場填土路基壓實(shí)度檢測裝置及方法。

背景技術(shù)

本部分的陳述僅僅是提供了與本發(fā)明相關(guān)的背景技術(shù)信息，不必然構(gòu)成在先技術(shù)。

路基是公路線路的重要組成部分，而當(dāng)前路基填筑工程面臨著工期緊張，壓實(shí)效果檢測復(fù)雜等問題。隨著大噸位壓路機(jī)與大厚度攤鋪技術(shù)的逐漸推廣，傳統(tǒng)的壓實(shí)度檢測方法，如灌砂法測等已經(jīng)不再適用，難以滿足大厚度攤鋪條件下的壓實(shí)度檢測的需求。

已有研究表明，土體的壓實(shí)狀態(tài)能通過剪切波速反應(yīng)出來，而彎曲元試驗(yàn)件是檢測土體剪切波速的最便捷且可靠的方式。同時(shí)，通過彎曲元試驗(yàn)件伸入土體檢測壓實(shí)狀態(tài)，不僅便捷、高效，還能減少對(duì)已建成工程的損傷。

當(dāng)前基于彎曲元試驗(yàn)件的填土剪切波速測試方法多為貫入式，即直接將實(shí)心桿狀結(jié)構(gòu)直接貫入土體中。然而，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，探桿本身的體積會(huì)對(duì)土體產(chǎn)生明顯的嵌擠效應(yīng)，使其附近的土體發(fā)生擠密。不僅增加彎曲元試驗(yàn)件伸入土體的難度，而且顯著影響波速測試結(jié)果的可靠性。同時(shí)，單純的路基土取芯面臨著完整芯樣取出困難、取出后受擾動(dòng)大等難題，簡單通過取芯檢測填土壓實(shí)效果并不足夠可靠。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的是提供基于剪切波速的現(xiàn)場填土路基壓實(shí)度檢測裝置，能夠有效減少對(duì)土體的擾動(dòng)、破壞和損傷，同時(shí)檢測結(jié)果具有可重復(fù)性，滿足緊張的施工期和準(zhǔn)確性的要求。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

基于剪切波速的現(xiàn)場填土路基壓實(shí)度檢測裝置，包括剪切波激發(fā)機(jī)構(gòu)和剪切波接收機(jī)構(gòu)，二者可間隔設(shè)定距離插入填土路基中，且二者均包括外部套管、取土內(nèi)芯管和彎曲元內(nèi)芯桿；

內(nèi)部中空的外部套管，側(cè)壁設(shè)置第一開口；

取土內(nèi)芯管，內(nèi)部中空，且能夠與外部套管可拆卸連接，以在外部套管插入土體時(shí)外部套管內(nèi)部的土體進(jìn)入取土內(nèi)芯管，取土內(nèi)芯管在外力作用下能相對(duì)于外部套管移動(dòng)以通過取土內(nèi)芯管及其內(nèi)部的土樣取出；

彎曲元內(nèi)芯桿，包括內(nèi)部中空的桿體，桿體能夠與外部套管連接，桿體設(shè)置能夠與第一開口相通的第二開口，桿體內(nèi)設(shè)置可移動(dòng)的彎曲元試驗(yàn)件，彎曲元試驗(yàn)件能夠通過第二開口、第一開口移動(dòng)至外部套管外側(cè)的土體中，實(shí)現(xiàn)剪切波發(fā)射或接收。

上述的檢測裝置，剪切波激發(fā)機(jī)構(gòu)和剪切波接收機(jī)構(gòu)可被設(shè)置于路基土體中，一個(gè)用于剪切波的發(fā)射，另一個(gè)用于剪切波的接收，這樣可獲取剪切波速由此來判斷填土路基的壓實(shí)度情況；而且取土內(nèi)芯管可將其內(nèi)部的土樣取出，便于后續(xù)彎曲元內(nèi)芯桿安裝于外部套管內(nèi)，且取出的土樣可反映土體的物理狀態(tài)。

如上所述的基于剪切波速的現(xiàn)場填土路基壓實(shí)度檢測裝置，所述桿體內(nèi)設(shè)置移動(dòng)機(jī)構(gòu)，移動(dòng)機(jī)構(gòu)與所述彎曲元試驗(yàn)件連接，以帶動(dòng)彎曲元試驗(yàn)件在垂直于桿體方向的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。

如上所述的基于剪切波速的現(xiàn)場填土路基壓實(shí)度檢測裝置，所述移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括動(dòng)力件和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，動(dòng)力件與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與固定于所述彎曲元試驗(yàn)件的第一齒條配合，動(dòng)力件通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)彎曲元試驗(yàn)件相對(duì)于桿體的運(yùn)動(dòng)。