一種深地層原位觸探儀、包含其的觸探車及其使用方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于巖土工程原位測試的技術領域，具體地涉及一種深地層原位觸探儀、包含其的觸探車，以及二者的使用方法。
【背景技術】
[0002]巖土工程原位測試主要為鉆探、觸探，常規觸探對于埋深超35m密實粉土、砂土層很難穿透，深部土層物理力學指標的獲得以鉆探取樣及標貫為主，但是現有勘探手段已不能滿足工程建設的高精度、快速度和無擾動要求。尋求能夠應用于較硬、較深地層的連續、快速、準確、無擾動的技術是巖土工程原位測試技術發展的新方向。

【發明內容】

[0003]本發明的技術解決問題是:克服現有技術的不足，提供一種深地層原位觸探儀，其能夠對較硬、較厚、較深地層進行連續、快速、準確地測定。
[0004]本發明的技術解決方案是:這種深地層原位觸探儀，其包括柴油機、液壓泵站、水泵、水箱、操作控制盤、鉆架及動力頭、傳感器、鉆頭鉆桿及移動運輸架、數據采集及存儲系統和數據處理系統；柴油機、液壓泵站連接動力頭，水泵、水箱用來冷卻鉆頭鉆桿，操作控制盤用來控制鉆頭鉆進地層的深度，傳感器包括扭矩傳感器、推進力傳感器、位移傳感器，傳感器將扭矩數據、推進力數據、鉆進速度數據傳輸至數據采集及存儲系統，數據處理系統接收數據采集及存儲系統的數據并處理。
[0005]還提供了一種包含這種深地層原位觸探儀的觸探車，其車體上設有靜力觸探儀、深地層原位觸探儀、窺視成像儀、控制臺、電瓶組、水箱、工具箱。
[0006]還提供了一種深地層原位觸探儀和觸探車的使用方法，包括以下步驟:
[0007](I)在鉆頭形式、外徑、鉆進速度和推進力一定的條件下，采用深地層原位觸探儀，用反映鉆孔阻力的扭矩、鉆深參數來定量評估地層強度；
[0008](2)當步驟(I)中的參數不確定時，采用觸探車，靜力觸探儀測試地層土類別，深地層原位觸探儀測試鉆深、扭矩、推進力、鉆進速度，結合地層土類別來定量評估地層強度，通過窺視成像儀的結果來校核靜力觸探儀、深地層原位觸探儀獲得的地層強度。
[0009]本發明通過傳感器將扭矩數據、推進力數據、鉆進速度數據傳輸至數據采集及存儲系統，數據處理系統接收數據采集及存儲系統的數據并處理，并且該深地層原位觸探儀體積較小，所以能夠對較硬、較厚、較深地層進行連續、快速、準確地測定，可用于確定巖土體抗壓強度、橋梁粧基承載力，以及路基病害診斷和地基加固效果評價。采取這種深地層原位觸探儀和觸探車的使用方法，以深地層原位觸探儀為主、配合少量鉆探和靜力觸探，可大幅減少鉆探量、縮短工期、節約成本。
【附圖說明】
[0010]圖1是根據本發明的深地層原位觸探儀的結構示意圖。
[0011]圖2是根據本發明的觸探車的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0012]從圖1中可以看出，這種深地層原位觸探儀，其包括柴油機、液壓泵站、水泵、水箱、操作控制盤、鉆架及動力頭、傳感器、鉆頭鉆桿及移動運輸架、數據采集及存儲系統和數據處理系統；柴油機、液壓泵站連接動力頭，水泵、水箱用來冷卻鉆頭鉆桿，操作控制盤用來控制鉆頭鉆進地層的深度，傳感器包括扭矩傳感器、推進力傳感器、位移傳感器，傳感器將扭矩數據、推進力數據、鉆進速度數據傳輸至數據采集及存儲系統，數據處理系統接收數據采集及存儲系統的數據并處理。
[0013]本發明通過傳感器將扭矩數據、推進力數據、鉆進速度數據傳輸至數據采集及存儲系統，數據處理系統接收數據采集及存儲系統的數據并處理，并且該深地層原位觸探儀體積較小，所以能夠對較硬、較厚、較深地層進行連續、快速、準確地測定，可用于確定巖土體抗壓強度、橋梁粧基承載力，以及路基病害診斷和地基加固效果評價。
[0014]另外，所述柴油機、液壓泵站為組合體，組合體的四角安裝支撐腿，并通過四輪手推車來移動。這樣能夠使深地層原位觸探儀結構更加簡單、緊湊、攜帶方便。
[0015]另外，所述水泵、水箱為組合體，組合體通過四輪手推車來移動。這樣能夠使深地層原位觸探儀結構更加簡單、緊湊、攜帶方便。
[0016]另外，所述位移傳感器采用拉線式，其一端固定于鉆架且另一端固定在動力頭。通過位移傳感器來測量鉆進深度，然后計算得到鉆進速度。
[0017]另外，所述扭矩傳感器、推進力傳感器和位移傳感器的數據線連接一個采集卡，通過采集卡將數據傳輸至數據采集及存儲系統。這樣能夠使得結構緊湊，成本降低。
[0018]另外，所述深地層原位觸探儀通過手推輪式結構移動至測試地點。由于本深地層原位觸探儀體積較小，所以能夠通過手推輪式結構移動到測試地點，方便用戶的使用。
[0019]如圖2所示，還提供了一種包含這種深地層原位觸探儀的觸探車，其車體上設有靜力觸探儀、深地層原位觸探儀、窺視成像儀、控制臺、電瓶組、水箱、工具箱。
[0020]另外，觸探車的一側為深地層原位觸探儀、控制臺、窺視成像儀、工具箱，另一側為靜力觸探儀、控制臺、電瓶組和水箱。
[0021]另外，觸探車還包括設在車體下方的支撐腿。用于固定觸探車。
[0022]還提供了一種深地層原位觸探儀和觸探車的使用方法，包括以下步驟:
[0023](I)在鉆頭形式、外徑、鉆進速度和推進力一定的條件下，采用深地層原位觸探儀，用反映鉆孔阻力的扭矩、鉆深參數來定量評估地層強度；
[0024](2)當步驟(I)中的參數不確定時，采用觸探車，靜力觸探儀測試地層土類別，深地層原位觸探儀測試鉆深、扭矩、推進力、鉆進速度，結合地層土類別來定量評估地層強度，通過窺視成像儀的結果來校核靜力觸探儀、深地層原位觸探儀獲得的地層強度。
[0025]采取這種深地層原位觸探儀和觸探車的使用方法，以深地層原位觸探儀為主、配合少量鉆探和靜力觸探，可大幅減少鉆探量、縮短工期、節約成本。
[0026]以上所述，僅是本發明的較佳實施例，并非對本發明作任何形式上的限制，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬本發明技術方案的保護范圍。
【主權項】
1.一種深地層原位觸探儀，其特征在于:其包括柴油機、液壓泵站、水泵、水箱、操作控制盤、鉆架及動力頭、傳感器、鉆頭鉆桿及移動運輸架、數據采集及存儲系統和數據處理系統；柴油機、液壓泵站連接動力頭，水泵、水箱用來冷卻鉆頭鉆桿，操作控制盤用來控制鉆頭鉆進地層的深度，傳感器包括扭矩傳感器、推進力傳感器、位移傳感器，傳感器將扭矩數據、推進力數據、鉆進速度數據傳輸至數據采集及存儲系統，數據處理系統接收數據采集及存儲系統的數據并處理。
2.根據權利要求1所述的深地層原位觸探儀，其特征在于:所述柴油機、液壓泵站為組合體，組合體的四角安裝支撐腿，并通過四輪手推車來移動。
3.根據權利要求1所述的深地層原位觸探儀，其特征在于:所述水泵、水箱為組合體，組合體通過四輪手推車來移動。
4.根據權利要求1所述的深地層原位觸探儀，其特征在于:所述位移傳感器采用拉線式，其一端固定于鉆架且另一端固定在動力頭。
5.根據權利要求1所述的深地層原位觸探儀，其特征在于:所述扭矩傳感器、推進力傳感器和位移傳感器的數據線連接一個采集卡，通過采集卡將數據傳輸至數據采集及存儲系統。
6.根據權利要求1所述的深地層原位觸探儀，其特征在于:所述深地層原位觸探儀通過手推輪式結構移動至測試地點。
7.一種包含根據權利要求1所述的深地層原位觸探儀的觸探車，其特征在于:其車體上設有靜力觸探儀、深地層原位觸探儀、窺視成像儀、控制臺、電瓶組、水箱、工具箱。
8.根據權利要求7所述的觸探車，其特征在于:觸探車的一側為深地層原位觸探儀、控制臺、窺視成像儀、工具箱，另一側為靜力觸探儀、控制臺、電瓶組和水箱。
9.根據權利要求8所述的觸探車，其特征在于:觸探車還包括設在車體下方的支撐腿。
10.一種根據權利要求1所述的深地層原位觸探儀和權利要求7所述的觸探車的使用方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)在鉆頭形式、外徑、鉆進速度和推進力一定的條件下，采用深地層原位觸探儀，用反映鉆孔阻力的扭矩、鉆深參數來定量評估地層強度； (2)當步驟(I)中的參數不確定時，采用觸探車，靜力觸探儀測試地層土類別，深地層原位觸探儀測試鉆深、扭矩、推進力、鉆進速度，結合地層土類別來定量評估地層強度，通過窺視成像儀的結果來校核靜力觸探儀、深地層原位觸探儀獲得的地層強度。
【專利摘要】本發明公開了一種深地層原位觸探儀,其能夠對較硬、較厚、較深地層進行連續、快速、準確地測定。其包括柴油機、液壓泵站、水泵、水箱、操作控制盤、鉆架及動力頭、傳感器、鉆頭鉆桿及移動運輸架、數據采集及存儲系統和數據處理系統；柴油機、液壓泵站連接動力頭，水泵、水箱用來冷卻鉆頭鉆桿，操作控制盤用來控制鉆頭鉆進地層的深度，傳感器包括扭矩傳感器、推進力傳感器、位移傳感器，傳感器將扭矩數據、推進力數據、鉆進速度數據傳輸至數據采集及存儲系統，數據處理系統接收數據采集及存儲系統的數據并處理。還提供了一種觸探車，以及深地層原位觸探儀和觸探車的使用方法。
【IPC分類】E02D1-00
【公開號】CN104846800
【申請號】CN201510128967
【發明人】呂祥鋒
【申請人】北京市市政工程研究院
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年3月24日