一種劃分巖石風化程度的標準貫入試驗裝置製造方法
2023-07-09 01:30:06 4
一種劃分巖石風化程度的標準貫入試驗裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型屬於原位試驗設備【技術領域】，涉及一種劃分巖石風化程度的標準貫入試驗裝置，導向杆嵌入式安裝在穿心錘中間；帶有自動脫鉤裝置的穿心錘的底部設置有錘墊；錘墊的底部採用絲扣緊固連接制有觸探杆；觸探杆上設置有刻度線；帶刃口的空心金屬管結構的貫入器與觸探杆通過絲扣連接緊固；貫入器的頂端設有出水孔；其結構簡單，操作方便，便於安裝和測讀，可直接劃分風化巖石的風化程度，將強風化與中風化巖石分界及強風化巖上、中、下三個亞帶的細分。
【專利說明】一種劃分巖石風化程度的標準貫入試驗裝置
【技術領域】:
[0001]本實用新型屬於原位試驗設備【技術領域】，涉及一種劃分巖石風化程度的標準貫入試驗裝置，用於判斷風化巖地區巖石的風化程度並劃分類型，彌補現有設備只能適用於砂性土、粘性土和風化巖殘積土的不足，，能夠直接劃分風化巖石的風化程度，對處於強風化~中風化的較硬巖石能夠細分出強風化巖石的上、中、下三個亞帶。
【背景技術】:
[0002]目前，巖石風化程度劃分大多採用工程地質定性評價方法，從巖石結構、顏色、礦物成分、節理髮育程度和掘進難易程度等方面綜合分析確定，依賴這些定性的不確定判斷依據進行風化程度的劃分帶有很大隨意性，尤其是兩個風化等級之間存在漸變關係時，給過渡帶劃定分界線帶來很大困難，而且，國家標準《巖土工程勘察規範》(GB50021 - 2001)規定，對於花崗巖類巖石，可採用標準貫入試驗劃分其風化程度，N > 50為強風化；50>N ^ 30為全風化；N〈30為殘積土，其中，N為標準貫入試驗錘擊數；但是，對於強風化~中風化巖石的劃分並未給出採用標準貫入試驗的劃分標準，現有標準貫入設備(標貫器)對該類較硬風化巖也不能適應。因此，設計一種改進的標準貫入試驗裝置現場通過試驗指標判別巖石風化程度，特別是強風化~中風化巖石(強風化分為上、中、下三個亞帶)，準確劃分風化層，對於挖掘承載力、正確選擇基礎類型、減少投資和縮短工期具有重要意義。
【發明內容】
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[0003]本實用新型的發明目的在於克服現有技術存在的缺點，尋求設計提供一種劃分巖石風化程度的標準貫入試驗裝置，利用落錘能量將貫入器貫入土中，根據打入風化巖中的錘擊數(N)直觀判別巖石風化程度。
[0004]為了實現上述目的，本實用新型的主體結構包括導向杆、穿心錘、錘墊、觸探杆、出水孔和貫入器；導向杆嵌入式安裝在穿心錘中間，用於控制穿心錘的自由下落方向；帶有自動脫鉤裝置的穿心錘的底部設置有錘墊，穿心錘能自由落體到錘墊上，穿心錘的錘重63.5kg，落距76cm ;錘墊的底部採用絲扣緊固連接制有觸探杆；觸探杆上設置有刻度線，用於直觀觀測貫入深度，觸探杆的直徑為42mm ;帶刃口的空心金屬管結構的貫入器與觸探杆通過絲扣連接緊固，貫入器採用超高強度合金鋼製成，貫入器的長度為300_，內徑為35mm,外徑為55mm,刃口角度為22° ;貫入器的頂端設有直徑為15mm的出水孔。
[0005]本實用新型完成標準貫入試驗的具體步驟為:
[0006](1)、採用常規的鑽具將試驗風化巖層鑽孔至試驗風化巖層標高以上5cm，清除殘土，並根據需要進行護壁；
[0007](2)、貫入前，連接好標準貫入試驗裝置，檢查觸探杆的接頭保證觸探杆的接頭不鬆脫，再將貫入器放入鑽孔中至孔底，測量得到鑽孔深度，保持觸探杆垂直；
[0008](3)、貫入時，採用帶有自動脫鉤裝置的穿心錘進行錘擊，保證落距為76cm，穿心錘自由下落時，減少導向杆與穿心錘之間的摩擦阻力，避免穿心錘錘擊時偏心和側向晃動，並保持導向杆、觸探杆和貫入器連接後垂直；
[0009](4)、以每分鐘15~30擊的貫入速度將貫入器打入試驗風化巖層中，先根據觸探杆上的刻度線打入試驗風化巖層中5cm，打入的5cm不計擊數，之後打入試驗風化巖層中IOcm的錘擊數為實測錘擊數N ;貫入深度小於IOcm時,按照公式Ν=30η/ Δ S換算成貫入深度為IOcm的錘擊數N，其中η為所選取的任意貫入量的錘擊數，單位為擊；Λ S為對應錘擊數η擊的貫入量，單位為cm;
[0010](5)、提出貫入器，得到試驗風化巖層的風化程度劃分標準:當Ν〈18為全風化；30>Ν≥18為強風化上亞帶；45>Ν≥30為強風化中亞帶；70>Ν≥45為強風化下亞帶；N≥70為中風化巖；
[0011](6)、若需繼續進行下一深度的貫入試驗時，重複上述操作步驟進行試驗。
[0012]本實用新型與現有技術相比，其結構簡單，操作方便，便於安裝和測讀，可直接劃分風化巖石的風化程度，將強風化與中風化巖石分界及強風化巖上、中、下三個亞帶的細分。 【專利附圖】
【附圖說明】:
[0013]圖1為本實用新型的主體結構原理示意圖。
[0014]圖2為本實用新型涉及的貫入器結構原理示意圖。
[0015]圖3為本實用新型涉及的貫入器的橫剖面結構原理示意圖。
【具體實施方式】:
[0016]下面結合附圖並通過實施例對本實用新型作進一步說明。
[0017]實施例:
[0018]本實施例的主體結構包括導向杆1、穿心錘2、錘墊3、觸探杆4、出水孔5和貫入器6 ;導向杆I嵌入式安裝在穿心錘2中間，用於控制穿心錘2的自由下落方向；帶有自動脫鉤裝置的穿心錘2的底部設置有錘墊3，穿心錘2能自由落體到錘墊3上，穿心錘2的錘重63.5kg，落距76cm ;錘墊3的底部採用絲扣緊固連接制有觸探杆4 ;觸探杆4上設置有刻度線，用於直觀觀測貫入深度，觸探杆4的直徑為42_ ;帶刃口的空心金屬管結構的貫入器6與觸探杆4通過絲扣連接緊固，貫入器6採用超高強度合金鋼製成，貫入器6的長度為300mm,內徑為35mm,外徑為55mm,刃口角度為22° ;貫入器6的頂端設有直徑為15mm的出水孔5。
[0019]本實施例完成標準貫入試驗的具體步驟為:
[0020](I)、採用常規的鑽具將試驗風化巖層鑽孔至試驗風化巖層標高以上5cm，清除殘土，並根據需要進行護壁；
[0021](2)、貫入前，連接好標準貫入試驗裝置，檢查觸探杆4的接頭保證觸探杆4的接頭不鬆脫，再將貫入器6放入鑽孔中至孔底，測量得到鑽孔深度，保持觸探杆4垂直；
[0022](3)、貫入時，採用帶有自動脫鉤裝置的穿心錘2進行錘擊，保證落距為76cm，穿心錘2自由下落時，減少導向杆I與穿心錘2之間的摩擦阻力，避免穿心錘2錘擊時偏心和側向晃動，並保持導向杆1、觸探杆4和貫入器6連接後垂直；
[0023](4)、以每分鐘15~30擊的貫入速度將貫入器6打入試驗風化巖層中，先根據觸探杆4上的刻度線打入試驗風化巖層中5cm，打入的5cm不計擊數，之後打入試驗風化巖層中IOcm的錘擊數為實測錘擊數N ;貫入深度小於IOcm時，按照公式Ν=30η/ Δ S換算成貫入深度為IOcm的錘擊數N,其中η為所選取的任意貫入量的錘擊數,單位為擊；AS為對應錘擊數η擊的貫入量，單位為cm ；
[0024](5)、提出貫入器6，得到試驗風化巖層的風化程度劃分標準:當Ν〈18為全風化；30>Ν≥18為強風化上亞帶；45>Ν≥30為強風化中亞帶；70>Ν≥45為強風化下亞帶；N≥70為中風化巖；
[0025](6)、若 需繼續進行下一深度的貫入試驗時，重複上述操作步驟進行試驗。
【權利要求】
1.一種劃分巖石風化程度的標準貫入試驗裝置，其特徵在於主體結構包括導向杆、穿心錘、錘墊、觸探杆、出水孔和貫入器；導向杆嵌入式安裝在穿心錘中間；帶有自動脫鉤裝置的穿心錘的底部設置有錘墊，穿心錘自由落體到錘墊上，穿心錘的錘重63.5kg,落距76cm ;錘墊的底部採用絲扣緊固連接制有觸探杆；觸探杆上設置有刻度線，觸探杆的直徑為42mm ;帶刃口的空心金屬管結構的貫入器與觸探杆通過絲扣連接緊固，貫入器的長度為300mm,內徑為35mm,外徑為55mm,刃口角度為22° ;貫入器的頂端設有直徑為15mm的出水孔。
【文檔編號】E02D1/02GK203475404SQ201320592765
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年9月25日 優先權日:2013年9月25日
【發明者】張明義, 白曉宇, 張亞妹, 湯洪霞 申請人:青島理工大學