一種小型靜力觸探試驗雙橋探頭的製造方法與工藝
2023-06-02 00:03:41 1
本發明涉及一種小型靜力觸探試驗雙橋探頭，屬於巖土工程勘察設備技術領域。
背景技術：
靜力觸探試驗作為一種重要的原位測試手段，是獲得土性參數較準確的方法之一，多年來受到巖土工程界的廣泛重視，它具有速度快、數據連續、再現性好、操作省力等優點。該技術是通過將帶有探頭的錐杆勻速貫入土中，用傳感器量測探頭上的比貫入阻力ps阻力（或錐尖阻力qc、側壁摩阻力fs）、超孔隙水壓力△u等參數。利用測試結果，可以進行土層劃分、辨別土性、確定土的物理力學性質及確定地基土的承載力等，具有較高的精度。探頭作為靜力觸探設備的核心部件，目前國內應用較廣泛的探頭規格有錐底面積為10cm2或15cm2的單橋、雙橋探頭，並且配備履帶式、車載式、分體式及適用於海洋勘探的平臺式等靜探整套設備，可以滿足一般場地的勘察要求。但是，架空輸電線路等類型工程具有勘察深度淺、孔位相距遠等特點，現有的大噸位液壓靜探機和錐底面積為10cm2、15cm2的單、雙橋探頭，因設備笨重、貫入阻力大，在類似工程中應用時效率低下，需要的人工勞動強度高，大大限制了靜力觸探測試的功能，甚至有些特殊場地無法進入現場進行勘察工作。鑑於輸電線路等類型工程的特殊性、當前勞動力成本的提升和市場競爭的白熱化，要求勘察設備向輕量化、可攜式方向發展，節省成本、提高效率、增強市場競爭力，為彌補勘察領域這一空白具有深遠意義。
技術實現要素：
本發明解決的技術問題是，提供一種攜帶便捷、容易貫入、測試精度高、穩定性好的小型靜力觸探試驗雙橋探頭。為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案為：一種小型靜力觸探試驗雙橋探頭，其特徵在於：包括水平放置的空心柱形的錐端體，所述錐端體從左到右依次一體連接有用於與錐尖相連的螺紋柱和外面活動式套包有摩擦筒的感應柱，所述感應柱包括從左到右依次連接的感應柱前段、感應柱中段和感應柱末段，所述感應柱前段的外徑小於所述感應柱末段的外徑且大於所述感應柱中段的外徑，所述感應柱前段上設置有第一壓力傳感器；所述摩擦筒包括套於所述感應柱前段和感應柱中段外部的摩擦筒前段以及套於所述感應柱末段外部的摩擦筒後段，所述摩擦筒後段的內徑大於所述感應柱末段的外徑，所述感應柱末段上設置有可前後位移的一字鍵，所述摩擦筒後段上垂直設置有位於所述一字鍵左側的擋板，所述一字鍵的右側與頂子左側相連，所述頂子右側與側壁彈性體左側相連，所述側壁彈性體右側與側壁定位螺套左側相連，所述側壁定位螺套右側與連接套左側相連，所述連接套右側與快速接頭相連，所述側壁彈性體與所述側壁定位螺套的外面套包有保護筒，所述保護筒的左側延伸至所述摩擦筒右側內部且與所述一字鍵右側之間設置有空隙；所述側壁彈性體上設置有第二壓力傳感器；所述錐尖的頂角為60°，底面積為5cm2。所述一字鍵、側壁彈性體和側壁定位螺套均外包於所述錐端體外面。所述螺紋柱的左端面設置有45°倒角。所述感應柱前段和感應柱中段之間由135°倒角相連，所述感應柱中段和感應柱末段之間由135°倒角相連。所述摩擦筒為空心圓柱體，所述摩擦筒的兩端均設置有30°倒角。所述錐尖的底面設置有45°倒角。側壁彈性體左側設置有用於連接頂子右側的槽體，側壁彈性體右側設置有垂直向向外延伸的凸邊，凸邊上均勻設置有若干螺孔，駐緊螺絲通過所述螺孔與側壁定位螺套左側相連。頂子的右端面設置有45°倒角。側壁定位螺套的左端面設置有45°倒角。所述感應柱前段上設置有用於放置第一密封圈的第一環形凹槽。所述保護筒與所述摩擦筒的連接面上設置有用於放置第二密封圈的第二環形凹槽。所述保護筒右側與所述連接套左側之間通過第三密封圈相連。所述第一壓力傳感器和第二壓力傳感器的導線均進入所述錐端體的空心內後由所述快速接頭密封引出。所述快速接頭與連接套的連接面上設置有密封環，所述快速接頭的外部設置有第四密封圈。所述一字鍵中心設置有凹槽，所述頂子左端為弧面並嵌於所述凹槽中。所述第一壓力傳感器和第二壓力傳感器均為電阻應變式壓力傳感器，且個數均為兩個。所述電阻應變式壓力傳感器由對稱粘貼於所述感應柱前段或側壁彈性體上的四個阻值接近的應變片組成，兩個豎向粘貼，另外兩個橫向粘貼，構成一組測量橋路；阻值接近為四個應變片的阻值差值小於0.1%。所述錐尖右側設置有用於與所述螺紋柱相配合的螺紋凹槽。所述靜力觸探試驗雙橋探頭所得到的靜力觸探試驗曲線形態與傳統10cm2、15cm2探頭所得的數據及曲線基本相同；本發明的小型靜力觸探試驗探頭所得到的錐尖阻力qc和側壁摩阻力fs進行修正後的結果與現有規範相匹配，可應用於土層劃分和地基承載力的確定。本發明的有益效果是：（1）實現了將雙橋探頭規格從目前常用的15cm2與10cm2減小到5cm2，探頭尺寸均同步減小，增加了攜帶的便捷性；（2）通過縮小尺寸降低了探頭的貫入阻力，在貫入動力相同條件下使探頭的貫入深度更深，或是在同等貫入深度下，降低對貫入動力的要求，使靜力觸探的整體質量減小，從而更好的發揮靜探測試效率，減輕外業勞動強度；（3）各種倒角的設置，進一步降低了探頭的貫入阻力，進一步減輕外業勞動強度；（4）實現了測試結果的規範化，本發明所得到的錐尖阻力qc和側壁摩阻力fs進行修正後的結果與現有規範相匹配，可應用於土層劃分和地基承載力的確定；（5）實現了微型探頭結構的可移植性，本發明所提供的異於傳統探頭的內部結構，為微型探頭結構的優化設計提供了基礎。附圖說明圖1為本發明的結構示意圖；圖2為本發明中錐端體的結構示意圖；圖3為圖2的左視圖；圖4為本發明中摩擦筒的結構示意圖；圖5為本發明中錐尖的縱剖面結構示意圖；圖6為本發明中錐尖的橫剖面結構示意圖；圖7為本發明中側壁彈性體的結構示意圖；圖8為圖7的右視圖；圖9為本發明中一字鍵的結構示意圖；圖10為圖9的側視圖；圖11為本發明中頂子的結構示意圖；圖12為本發明中側壁定位螺套的結構示意圖；圖13為本發明中連接套的結構示意圖。具體實施方式結合以下具...