[发明专利]数字化地层每厘米软硬变化检测设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于岩土工程勘察及地层每厘米软硬变化检测设备。

背景技术

现行的勘察设计规范中，一种采用钻探为主的勘探方法，以目估野外描述为主要手段划分土层，绘制钻孔地层剖面图，以少量土样为代表的岩土参数确定方法，无法给出精确计算数据，这样，会造成对地层情况了解不充分，在土层变化较大的情况下，很易漏掉进行“土力学”分析计算起十分重要作用的“薄夹层”，给工程设计带来很大困难。岩土工程勘察的首要任务是探查清楚地层剖面分布，提供地层柱状图，然后才是探清各层的物理力学特性。对地层分布的任何疏忽都会造成工程失败，或施工中产生稳定破坏或使用期间产生不能容许的大变形沉降。特别是“薄夹层”的存在，无论是在硬土层内存在的软夹层或软土层的硬夹层，其危害性都是非常大的。但在现有实际勘察手段方法中，往往会产生疏漏，事后原因分析才发现问题的症结所在。这在国内外工程界多有发生。这就要求数据采集深度间隔提高到0.01米。

所以，要满足高层建筑、高速铁路、高速公路以及地下工程对地层“土力学”计算的高精度要求，就必须开发出一种全新的“地层每厘米软硬变化检测”方法，才能取代现行的勘察设计规范中，采用钻探为主的勘探方法。要想达到上述目的，必须实现对地层每厘米软硬变化数据的检测和记录，才能满足基础工程设计计算的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种在通用地质勘探钻机上使用，可检测和记录地层每厘米软硬变化数据的设备。为达到上述目的，本发明采用把通用地质勘探钻机的原有钻头，换装成由带传感器的钻头和数据信号处理器组成的钻头，是本专利的关键技术，是创新点之一。带传感器钻头的数据信号，经过数据信号处理器转换后，通过钻杆传送到地面上接收，是本专利的关键技术，这是创新点之二。数据收发器通过电缆，供数据接收处理器进行检测数据的记录。其中，数据收发器是本专利的关键技术，是创新点之三。

本发明的优点是：

1.不用取地层“土样”到实验室进行各项试验检测。。

2.可连续检测记录地层每厘米软硬变化的定量数据。

3.地层检测平均速度是：每分钟1米左右。与常规钻探取“土样”后再进行各项“土工试验”相较可提高工作效率10倍以上。

4.检测完成后，在现场就可把检测数据和曲线经网络发送给项目设计工程师使用。

5.本发明可以为工程设计提供准确的地层参数，这样，就可以根据这些数据，科学、合理、安全的降低工程造价。这必将产生巨大的社会经济效益。

具体实施方式

本发明采用地质钻机，驱动机构带动钻杆旋转，钻杆在旋转的同时，在驱动机构所产生的一定额压力作用下，向地下钻贯入。钻头每旋转一周，地层“土体”被钻头旋转剪切，所产生的剪切力，被带传感器钻头转换成电信号数据，然后传送给数据信号处理器，通过钻杆传送给数据收发器，再通过电缆传送给数据处理器进行数据记录存储和曲线显示。