[实用新型]一种新型气动撑杆三分量波速探头

说明书

一种新型气动撑杆三分量波速探头，包括：探头本体、撑压系统、外接线缆，所述撑压系统包括输气管、销轴组件、推杆、撑杆，所述探头本体包括基体、推杆仓、三分量传感器、三分量容纳室，活塞式密封固定在推杆仓中的推杆推动撑杆实现波速探头与钻孔贴壁固定；相对于气囊式探头，本实用新型所述探头适用孔径范围更宽，适用土体不限，钻孔内水压不限，工程适用性强；相对于杠杆式探头，本实用新型所述探头为气压式撑杆，能提供更大的贴壁力量，信号获取准确稳定；相对于常规的两种探头，本实用新型所述探头没有测量顺序的要求，随时可以进行反向布置，方便复测；探头可靠性更好、耐久性更佳；探头制造成本低、可维修性好，日常维护方便，推广应用价值高。

技术领域

本实用新型涉及岩土工程测试技术领域，具体为一种新型气动撑杆三分量波速探头。

背景技术

天然地基，常常不是单一的匀质土体，而是具有多层结构的非匀质土体，为了解地基土层的空间分变化情况，提供与波速有关的岩土动力学参数、计算土层的动剪模量剪切模量、了解地基的软弱地层、分析地基土的类型和建筑物场地类别，进行地基土的地震反应计算等，必须使用波速测井这种地球物理方法。

具体的说，该方法是使用波速探测仪，利用锤击、电火花或爆炸等作为激发震源，并通过放入钻孔并与孔壁紧密贴合的波速探头来进行剪切波、压缩波的测量。该仪器被广泛应用于水利、电力、铁路、桥梁、城建、交通等领域工程勘察(探)方面。现有技术中波速探测仪所使用的波速探头，按其与钻孔孔壁贴合方式主要有气囊式、杠杆式和活塞式。

气囊式波速探头采用气压胶囊方式与井壁固定，当探头达到预定深度(由测量绳测出)时，用打气筒把空气注入胶囊，胶囊膨胀后，波速探头与钻孔壁紧密接触藕合，藕合情况的好坏，对采集波形的影响很大，有时会出现信号缺失的情况。采用这种波速探头可以任意选择是从钻孔底往钻孔口测试还是从钻孔口往钻孔底测试。该类探头的不足之处在于：

1)气囊式探头适用的钻孔直径范围小，一般在50～90mm；

2)气囊式探头对粉、砂土钻孔不适用。由于粉、砂土钻孔孔壁稳定性差，孔壁常发生扩孔，此时气压胶囊与孔壁的固定就不紧密、不牢固，因此测量精度无法满足要求。

3)气囊式探头对地下水压力大的钻孔不适用。水压大，增加了地面打气的难度，对打气设备、气管提出了更高要求。

杠杆式波速探头通过电池给电磁铁通电吸合杠杆，将波速探头放入钻孔中，断开电池使杠杆弹开与钻孔壁接触藕合，其适用的钻孔直径范围较大。该类探头的不足之处在于：

1)由于断开电池后无法将杠杆再次吸合，因此采用这种波速探头只能选择从孔底往孔口测试，如需要返回复测，则只能将探头全部拉出再次下放。

2)由于该探头杠杆使用弹簧提供弹力，其与钻孔孔壁的贴壁力量较弱，并且随时间还会变弱。

活塞式波速探头通过给一个单作用的气缸打气，使与活塞相连的连杆弹开，从而达到使探头贴壁的效果。该类探头的不足之处在于：

1)适用的最大孔径受限，最大一般不超过120mm。

2)气缸为单作用，金属片弹开后无法自行收回，因此只能选择从孔底往孔口测试，如需要返回复测，则只能将探头全部拉出再次下放。

另外还有与活塞式类似的用电机控制的三分量，连杆可收回，但构造复杂，需要增加地面控制箱，制造成本高，且高水压下电机的稳定性没有保证。

实用新型内容