CN103437335A - 无探杆自行式静力触探仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无探杆自行式静力触探仪，它主要由上钢杆、伸缩杆、下钢杆和探头依次固定连接组成，伸缩杆具有伸缩功能，伸缩杆上方的上钢杆直径略微变小，外裹可加压膨胀的橡皮膜，给橡皮膜加液压使其膨胀并挤压周围土层，然后给伸缩杆的空腔施加液压，推动内杆伸出从而带动探头向下行进。待到外杆空腔完全为液体所充满时，探头停止行进，释放充入橡皮膜中的液压使其收缩，然后释放外杆空腔中的液压，可伸缩钢杆的外杆及其以上部分会在设置在可伸缩杆中的弹簧的拉力作用下向下跟进；重复上述步骤，即可使探头逐段向下行进，进而完成整个触探过程；该装置轻便易用，且能增加触探深度。
Description
技术领域
本发明涉及土木工程勘察领域，尤其涉及一种用于静力触探的装置。
背景技术
目前的静力触探设备由探头、量测记录仪表、贯入装置和反力装置（如地锚）等四个主要部分构成。试验时，由贯入装置（即触探主机）借助探杆将装在其底端的探头以匀速压入土中，探头所受到的阻力由装在其中的传感器感知并通过电信号输入到记录仪表记录下来，再通过贯入阻力和土的物理力学性质之间的关系，进行岩土工程分析。但是，随着触探深度的增加，探杆所受到孔壁土体的摩阻力逐渐增大，致使在某一时刻探杆和探头所受到的阻力大于地锚所能提供的反力而将地锚拔出，试验无法继续进行，触探深度受到限制。另外对于浅海地区和其他水域地区的静力触探试验，一般将测量船搁浅稳定之后触探主机才能开始作业，将触探杆匀速压入水底土层中，当水深较大时测量船无法搁浅，船身受波浪影响摇晃较大，致使探杆压入十分困难，甚至出现波浪将船体突然抬高或降低时探杆受力过大而弯曲折断的情况，即使能勉强测试，其测试结果的可靠性也较差。
发明内容
为克服现有静力触探方法存在的由于探杆所受摩阻力过大致使反力装置无法提供足够反力而导致的触探深度有限的缺陷，以及浅海地区和其他水域地区静力触探试验受波浪影响严重的问题，本发明提供一种无探杆自行式静力触探仪，该装置通过位于探头上方一定距离的具有伸缩功能的装置提供动力来实现探头在土层中的自行行进，无需探杆，因此能克服探杆所受摩阻力对触探深度的限制，也无需通过地锚提供反力，对于浅海地区和其他水域地区的静力触探作业，测量船无需搁浅且消除了波浪的不利影响。整个装置轻便易用，并且能增加触探深度。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种无探杆自行式静力触探仪，它包括：钢丝绳、第一导液管、第二导液管、信号传输线、橡皮膜、橡胶保护套、下钢杆、探头、上钢杆和伸缩杆；其中，所述钢丝绳与上钢杆相连，上钢杆、伸缩杆、下钢杆和探头依次固定连接，所述伸缩杆主要由内杆、外杆、活塞、橡胶保护套和弹簧组成，外杆由内管和外管组成，内管和外管同轴且均与上钢杆的底面固定连接，橡胶保护套一端与外管固定连接，另一端与下钢杆 固定连接；弹簧置于内管内，一端与上钢杆相连，另一端与下钢杆相连；活塞置于外管内，活塞的中心通孔穿过内管；内杆为管状，一端与活塞固定连接，另一端与下钢杆固定连接；上钢杆外裹橡皮膜，第一导液管穿过穿过上钢杆后与由上钢杆和橡皮膜组成的橡皮膜空腔相通，第二导液管穿过上钢杆后与伸缩杆的空腔相通；信号传输线依次穿过上钢杆、内管和下钢杆后与固定在探头内的传感器相连接。
本发明的有益效果是：应用本发明无探杆自行式静力触探仪，不需要使用探杆，克服了探杆所受摩阻力对触探深度的限制，也无需通过地锚提供反力；对于浅海地区和其他水域地区的静力触探作业，测量船无需搁浅且消除了波浪的不利影响。整个装置轻便易用，并可使触探深度增加。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的纵剖面示意图。
图2是橡皮膜的纵剖面图。
图3是可伸缩杆的纵剖面构造图。
图4是无探杆自行式静力触探仪的实施例纵剖面图。
图5是伸缩杆工作过程示意图。
图6是本发明的工作过程图。
图中，钢丝绳1、第一导液管2、第二导液管3、信号传输线4、橡皮膜5、橡皮膜空腔6、外杆空腔7、活塞8、外管9、内杆10、内管11、橡胶保护套12、弹簧13、下钢杆14、探头15、上钢杆16、伸缩杆17。
具体实施方式
如图1所示，本发明无探杆自行式静力触探仪包括：钢丝绳1、第一导液管2、第二导液管3、信号传输线4、橡皮膜5、橡胶保护套12、下钢杆14、探头15、上钢杆16和伸缩杆17。钢丝绳1与上钢杆16相连，上钢杆16、伸缩杆17、下钢杆14和探头15依次固定连接，所述伸缩杆17主要由内杆10、外杆、活塞8、橡胶保护套12和弹簧13组成，外杆由内管11和外管9组成，内管11和外管9同轴且均与上钢杆16的底面固定连接，橡胶保护套12一端与外管9固定连接，另一端与下钢杆14固定连接，这样在上钢杆16和下钢杆14之间形成一个密闭空间；弹簧13置于内管11内，一端与上钢杆16相连，另一端与下钢杆14相连。活塞8置于外管9内，活塞8的中心通孔穿过内管11；内杆10为管状，一端与活塞8固定连接，另一端与下钢杆14固定连接。上钢杆16的半径小于外管9和下钢杆14的半径，上钢杆16外裹橡皮膜5，第一导液管2穿过穿 过上钢杆16与上钢杆16和橡皮膜5之间的橡皮膜空腔6相通，第二导液管3穿过上钢杆16与活塞8与上钢杆16之间的空腔7相通。信号传输线4依次穿过上钢杆16、内管11和下钢杆14后与固定在探头15内的传感器相连接。
本发明的工作过程如图6所示，通过连接地面的第一导液管2对橡皮膜5加压使其膨胀并挤压周围土层（过程如图2和图3所示）。然后通过连接地面的第二导液管3向伸缩杆17的空腔7中施加液压，在液体压力下内杆10向下伸出，通过下钢杆14推动探头15往深部土层行进（过程如图4和图5所示）。探头15感受到的土层阻力通过装在其中的传感器感知并通过信号传输线4输出，同时弹簧13被拉伸，可伸缩的橡胶保护套12也被拉伸从而防止其所在部位孔壁土体坍缩而沾染内杆10的杆壁。待到内杆10完全伸出，液体充满空腔7时，探头15停止行进，此时，释放橡皮膜空腔6中的液压和空腔7中的液压，橡皮膜5由膨胀状态转为收缩状态，其与周围土层的摩阻力降低至几乎为零。弹簧13收缩，从而带动伸缩杆17的外杆及其以上部分向下跟进。重复上述步骤，即可使探头15逐段向下行进，进而完成整个触探过程，触探深度通过钢丝绳1上的刻度读取。触探作业完成后，提拉钢丝绳1将整个装置提出地表。
可见，本发明无探杆自行式静力触探仪克服了探杆所受摩阻力对触探深度的限制，也无需通过地锚提供反力；对于浅海地区和其他水域地区的静力触探作业，测量船无需搁浅且消除了波浪的不利影响。整个装置轻便易用，并可使触探深度增加。
Claims (1)
1.一种无探杆自行式静力触探仪，其特征在于，它包括：钢丝绳（1）、第一导液管（2）、第二导液管（3）、信号传输线（4）、橡皮膜（5）、橡胶保护套（12）、下钢杆（14）、探头（15）、上钢杆（16）和伸缩杆（17）；其中，所述钢丝绳（1）与上钢杆（16）相连，上钢杆（16）、伸缩杆（17）、下钢杆（14）和探头（15）依次固定连接，所述伸缩杆（17）主要由内杆（10）、外杆、活塞（8）、橡胶保护套（12）和弹簧（13）组成，外杆由内管（11）和外管（9）组成，内管（11）和外管（9）同轴且均与上钢杆（16）的底面固定连接，橡胶保护套（12）一端与外管（9）固定连接，另一端与下钢杆（14）固定连接；弹簧（13）置于内管（11）内，一端与上钢杆（16）相连，另一端与下钢杆（14）相连；活塞（8）置于外管（9）内，活塞（8）的中心通孔穿过内管（11）；内杆（10）为管状，一端与活塞（8）固定连接，另一端与下钢杆（14）固定连接；上钢杆（16）外裹橡皮膜（5），第一导液管（2）穿过穿过上钢杆（16）后与由上钢杆（16）和橡皮膜（5）组成的橡皮膜空腔（6）相通，第二导液管（3）穿过上钢杆（16）后与伸缩杆（17）的空腔（7）相通；信号传输线（4）依次穿过上钢杆（16）、内管（11）和下钢杆（14）后与固定在探头（15）内的传感器相连接。
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