[发明专利]路基土的取芯装置及利用取芯装置安装水分传感器的方法

说明书

路基土的取芯装置及利用取芯装置安装水分传感器的方法，本发明的目的是为了解决现有技术中探头测试部位的土体密实度往往达不到路基的密实度要求，影响体积含水率的测试精度，下放带有土芯样的水分传感器的过程中，土芯样容易松散，分层击实回填土过程中容易损坏水分传感器，水分传感器长期监测过程中容易进水的问题，它包括刀身、约束环、垫块和多个顶丝；环形筒体的外侧壁上加工有约束环限位凸起，约束环为环形套体，约束环套设在刀身的顶端上，垫块盖装在刀身和约束环上。步骤一：钻孔取样；步骤二：取芯；步骤三：插入水分传感器；步骤四：组装样芯；步骤五：安装样芯；步骤六：回填土；步骤七：密封孔。本发明用于路基监测领域。

技术领域

本发明涉及路基土的取芯装置及利用取芯装置安装水分传感器的方法，本发明涉及路基土含水率的监测。

背景技术

路基的含水率对路基影响较大。在季节性冻土地区，若路基中含水率过高，道路易在冬季发生冻胀破坏，在春季，道路中的冰融化，路基中的水分过多无法及时排出，造成路基承载力不足，导致路面开裂。在南方潮湿多雨地区，路基中含水率过高亦会引起路基承载力过低。因此，监测运营过程中路基的含水率，研究含水率对路基的影响，是广大道路科研工作者的希望。

路基土水分测试方法有烘干法、酒精燃烧法、压阻式土壤水分湿度计、阻抗式土壤湿度计、路基土水分传感器等。其中，烘干法测试结果最为精确，但需在室内操作，耗时较长；酒精燃烧法原理简单，但仅适用于不含有机质的细粒土，且误差较大；压阻式及阻抗式土壤水分传感器存在精度不高、操作复杂、存在辐射等问题。

路基土水分传感器在路基土含水率检测方面应用广泛。一般采用时域反射法，通过探针向路基土中发射电磁波，电磁波沿探针到达底部后反射，并输出相应的电压值。路基土体积含水率与介电常数之间存在关系，最终可通过电压值确定路基土的体积含水率。

路基土中埋设路基土水分传感器时，路基土水分传感器容易损坏。一般在路基中预先钻孔，再埋设路基土水分传感器。一般的人工埋设主要存在以下问题：1探头测试部位的土体密实度往往达不到路基的密实度要求，影响体积含水率的测试精度；2下放带有土芯样的水分传感器的过程中，土芯样容易松散；3分层击实回填土过程中容易损坏水分传感器；4水分传感器长期监测过程中有进水的可能。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中探头测试部位的土体密实度往往达不到路基的密实度要求，影响体积含水率的测试精度，下放带有土芯样的水分传感器的过程中，土芯样容易松散，分层击实回填土过程中容易损坏水分传感器，水分传感器长期监测过程中容易进水的问题，进而提供路基土的取芯装置及利用取芯装置安装水分传感器的方法。

本发明未解决以上问题所采取的技术方案是：

它包括刀身、约束环、垫块和多个顶丝；刀身为环形筒体，环形筒体的外侧壁上加工有约束环限位凸起，约束环为环形套体，环形套体的侧壁上设有多个顶丝，约束环套设在刀身的顶端上，每个顶丝的顶端顶在刀身的外侧壁上，垫块盖装在刀身和约束环上。

所述方法是按照以下步骤实现的：

步骤一：钻孔取样：采用冲击式工程勘察钻机在路基中钻孔，钻孔深度1-10m，钻孔中0-1m深度内钻孔使用钻头的直径为142mm，1m-10m之间的深度内钻孔使用钻头的直径为110mm，钻孔深度为安装湿度传感器的深度，并在该深度处将冲击钻头换为原状取土钻头从路基中取样芯体，取出的样芯体直径为100mm；

步骤二：取芯：先在刀身内外涂抹凡士林，再通过刀身、约束环和垫块对步骤一中的样芯体进行取样芯，刀身插装在步骤一的样芯体中通过锤体砸动垫块进行取芯,取芯的顶端位置至限位约束凸起处；