[发明专利]无探杆箱式动力触探仪及其触探方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种土木工程岩土勘察领域用于动力触探的装置。

背景技术

目前的动力触探设备由导杆、穿心锤、锤垫、探杆、探头等五个主要部分构成。试验时，利用穿心锤产生一定的锤击能量，将圆锥探头打入土中，根据打入土中的难易程度（贯入阻力或贯入一定深度的锤击数）来判别土的工程性质。但是，传统圆锥动力触探仪在较大深度触探时，因探杆过长，不可避免的产生探杆弯曲，由此产生的锤击偏心与导杆摩擦严重影响触探结果准确性。

发明内容

为了克服现有动力触探方法存在的由于探杆过长弯曲导致贯入失真，触探深度有限的缺陷，本发明提出一种无探杆箱式动力触探仪及其触探方法。该装置通过在紧邻探头上方设置具有提供稳定锤击能的密闭锤击室，实现探头在土层中行进，无需探杆，因此能够克服过长探杆弯曲带来的每次落锤转化的实际锤击能不稳定问题。提高了动力触探的准确性，并且能增加触探深度。

一种无探杆箱式动力触探仪，它包括探头、密闭锤击室、支撑杆、下放钢丝等，所述的探头、密闭锤击室相连，所述的密闭锤击室上部分别与下放钢丝和支撑杆相连；所述的支撑杆包括设有两个通孔的上部和下部导杆；所述的密闭锤击室包括撑壁气囊、提锤钢丝、密闭箱、能量锤，所述的提锤钢丝穿过所述的两个通孔进入密闭箱与能量锤相连；所述的下部导杆伸入密闭箱，穿过能量锤最后与所述的探头相连。所述的撑壁气囊设有输气管道，所述的支撑杆设有刻度。

一种无探杆箱式动力触探仪的触探方法：通过下放钢丝将密闭锤击室下放到设定深度的触探孔，待密闭箱放稳后，输气管道向撑壁气囊充气，撑壁气囊抵住孔壁对密闭锤击室起到支撑稳定作用；通过人工或器具提升提锤钢丝实现能量锤提升，重复锤击，即可使探头逐步向下行进，进而完成一次触探作业，触探深度通过支撑杆上的刻度读取；触探作业完成后，释放撑壁气囊内气体，提拉下放钢丝将触探仪提出地表。

本发明的有益效果是：不需要使用探杆，克服了探杆过长弯曲（致使偏心锤击）对触探精度的影响。同时也减小了可能存在的相关摩擦误差。整个装置轻便易用，并可使触探深度增加。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

附图为无探杆箱式动力触探仪的纵剖面结构示意图。

图中，支撑杆1、下放钢丝2、输气管道3、撑壁气囊4、提锤钢丝5、下部导杆6、密闭箱7、能量锤8、探头9。

具体实施方式

在图中，紧邻探头9的上方制作一个密闭锤击箱，密闭锤击箱由能量锤8、密闭箱7、导杆6和撑壁气囊4组成。能量锤8锤顶系有提锤钢丝5。密闭锤击箱上部接有下放钢丝2和支撑杆1。通过下放钢丝我们可以将密闭锤击箱下放到指定深度（该深度预先已钻挖完毕）。待密闭箱放稳后，输气管道3向撑壁气囊4充气，撑壁气囊4抵住孔壁对密闭锤击箱起到支撑稳定作用，防止触探时密闭箱的倾斜。将提锤钢丝5穿过有孔的支撑杆1到达支撑杆上部，在支撑杆上部，通过人工或相关器具提升，实现能量锤8提升，其原理类似自行车车闸线。重复锤击，即可使探头9逐步向下行进，进而完成整个触探过程，触探深度通过支撑杆1上的刻度读取。触探作业完成后，释放撑壁气囊4内气体，提拉下放钢丝2将装置提出地表。因为重复的锤击和摩擦，因此能量锤8和探头9的材料务必强度高，耐摩擦，耐腐蚀，不易变形。导杆6和能量锤8之间尽量光滑，减小摩擦或者摩擦恒定。相比于下放钢丝2，提锤钢丝5除了要求高强度外，还要求柔韧性越柔越好，较好的柔韧性也可以减少其与支撑杆1间的误差。密闭箱7要求具有耐摩擦、耐腐蚀的特性，因为有时与它接触的岩土体性质较差。