[实用新型]一种基于可控放射源的静力触探装置

说明书

本实用新型提供了一种基于可控放射源的静力触探装置，包括数据采集器、锥型钻杆、供电电源、可控放射源装置模块、侧摩阻力量测单元、锥尖阻力量测单元，所述锥型钻杆包括锥杆和锥尖，所述锥杆、锥尖的连接处为锥肩，所述可控放射源装置模块设置在所述锥杆的内部，所述侧摩阻力量测单元设置在所述锥杆的侧部，所述锥尖阻力量测单元设在所述锥尖，所述可控放射源装置模块包括发生器、驱动器及接收器。本实用新型的有益效果是：采用可控放射源装置模块保证了发射放射性粒子和接收器捕获粒子的稳定性，提高了测量精度，避免了天然放射源由于形状、尺寸的影响释放粒子数量不稳定性。

技术领域

本实用新型涉及静力触探装置，尤其涉及一种基于可控放射源的静力触探装置。

背景技术

海洋开发通常需要对海床土体的工程特性进行调查分析。钻孔取样测试是常用的技术手段。然而，由于海床土体的高围压释放，以及后续的土样运输和操作，土样的扰动不可避免，对测试的土工参数造成严重影响。原位测试技术可以避免土样扰动对所测土工参数的影响，其中，静力触探（CPT）是当前海洋工程地质勘察中最为重要的原位测试技术。

土体的密度、含水率是土体重要的物理参数，也与土体的力学特性有紧密联系。当前，现有的静力触探无法直接测量土体密度和含水率。而且，根据土体密度随深度积分得到的土体上覆压力是现有静力触探进行土体参数解释（强度、摩擦角、模量等）的必要信息，在当前的实践中，静力触探必须依赖钻孔取样来获取土体的密度和含水率，特别是在海洋工程中，显著增加了工程勘察的成本。

现有的放射源静力触探（RI-CPT）虽能量测土体的土体密度和含水率，但是其采用的是天然放射性物质，放射性物质可控性差，放射性物质的形状和尺寸严重影响接受器捕获的放射性粒子数量，进而影响所测土体的密度和含水率精度。此外，现有的放射源静力触探（RI-CPT）成本较高，特别是在装置工作、结束、休眠及保养阶段需要做好辐射安全工作，增加了工程和人身安全风险，导致该技术难以在海洋工程地质勘察中广泛应用。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本实用新型提供了一种基于可控放射源的静力触探装置。

本实用新型提供了一种基于可控放射源的静力触探装置，包括数据采集器、锥型钻杆、供电电源、可控放射源装置模块、侧摩阻力量测单元、锥尖阻力量测单元，所述锥型钻杆包括锥杆和锥尖，所述锥杆、锥尖的连接处为锥肩，所述可控放射源装置模块设置在所述锥杆的内部，所述侧摩阻力量测单元设置在所述锥杆的侧部，所述锥尖阻力量测单元设在所述锥尖，所述可控放射源装置模块包括发生器、驱动器及接收器，所述供电电源与所述驱动器连接，所述驱动器的输出端与所述发生器连接，所述接收器、侧摩阻力量测单元、锥尖阻力量测单元的输出端分别与所述数据采集器的输入端连接，所述驱动器在通电条件下为所述发生器提供阳极脉冲及电源驱动，当所述发生器工作稳定后，产生稳定的放射性粒子，放射性粒子与锥型钻杆周围的土体发生碰撞后，产生一系列的伽马射线或热中子，被锥型钻杆上的所述接收器捕获，所述接收器将捕获的数据发送给所述数据采集器。

作为本实用新型的进一步改进，所述可控放射源装置模块为模块化设计。

作为本实用新型的进一步改进，所述静力触探装置还包括控制系统，所述数据采集器的输出端与所述控制系统连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述供电电源为岸基式电源或船基式电源或海床式电源。

作为本实用新型的进一步改进，所述静力触探装置还包括可选外置模块，所述可选外置模块包括地震波传感器和孔压传感器，所述孔压传感器设置在所述锥肩上，所述地震波传感器设置在所述锥杆上。

作为本实用新型的进一步改进，所述静力触探装置还包括钻杆架，所述锥型钻杆安装在所述钻杆架上。

本实用新型的有益效果是：

1）实现对土体的密度、含水率进行直接量测；