[发明专利]离心机机载三要素静力触探仪

说明书

技术领域

本发明涉及岩土工程静力触探仪器，尤其是涉及一种离心机机载三要素静力触探仪。

背景技术

近年来，静力触探受到很多岩土工作者的关注，其原理是利用机械静压力将带有传感器的探头由中空探杆以规定的速率贯入地层，传感器测试到的信息通过中空探杆传输到地面记录器上，目前，静力触探测试成果已在岩土工程中广泛应用，其中主要包括四个方面: 修正锥尖阻力, 使锥尖阻力真正反映土的性质; 评价渗流, 固结特性；区分排水、部分排水、不排水贯入方式，以满足不同需要；提高土分层与土质分类的可靠性。

但是，上述成果均来自于静力触探原位试验，而静力触探原位试验存在的不确定因为很多，其数据的利用受到很大的限制，且很多情况下只能用于初步估算。另外，原位静力触探设备体积较大，运输不方便，当需要探入的深度较深或土层较硬时，设备能提供的反力较小。此外，由于场地条件限制，使得部分地区难以实施静力触探。诸如上述原因使得利用不来就受到限制的静力静力触探仪数据十分有限，从而在很大程度上限制了静力触探技术在岩土工程中的发展。

发明内容

为了克服背景技术中的不足，本发明的目的在于提供一种离心机机载三要素静力触探仪，结合离心机超重力条件下场地缩尺效应，为静力触探技术的发展提供丰富、有效的数据。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明的底座上面沿长度方向两侧分别设有滑轨，在两条滑轨间的底座上沿长度方向设有水平传动丝杆，水平传动丝杆一侧的带轮与安装在底座上的水平移动电机轴上的带轮通过水平移动传动带连接，两条滑轨和水平传动丝杆上方设置安装静力触探仪用的机身平台，机身平台侧面通过螺母与水平传动丝杆连接；机身平台上安装有测量移动距离的水平移动距离测量仪和垂直移动距离测量仪，其中水平移动距离测量仪的标尺与固定在底座上的垂直杆连接；机身平台四角上分别设有对称分布的立柱，四根立柱上端安装顶板，沿机身平台宽度方向的两根立柱中间对称设有垂直移动传动丝杆，两根垂直传动丝杆的一端穿过顶板，两根垂直传动丝杆与横梁构成螺旋副，两根垂直传动丝杆的另一端安装在机身平台，位于顶板与机身平台间的任意一对角的两根立柱之间装有探杆夹持板，横梁与探杆夹持板中间通过矩形钢丝圈滑动连接；探杆一端安装在横梁上，且探杆穿过探杆夹持板和机身平台后与探头连接；垂直移动距离测量仪的标尺与固定在横梁上的水平杆连接；顶板上安装有垂直移动用电机和传动轴，且垂直移动用电机一侧的带轮与固定在传动轴上的带轮通过垂直移动传动带连接，传动轴的两端分别通过蜗轮副与两根垂直传动丝杆连接。

所述的探头为拆卸式的能测量锥尖阻力q_c、侧摩阻力f_s和孔压u三要素的探头；探头锥角为60°、45°或30°。

本发明具有的有益效果是：

1、离心机机载三要素静力触探仪设计理念为超重力条件下使用，质轻，强度高，操作简便，结合离心机场地缩尺效应，在室内能够模拟原位静力触探实验，为丰富静力触探试验数据提供有效手段及发展静力触探试验理论提供基础。

2、离心机机载三要素静力触探仪能够沿底座长度方向水平运动，1g情况下其运行最大距离为500mm，运行速度为100mm/min，在50g超重力场条件下能够对平面25m范围内的土体进行探测。

3、离心机机载三要素静力触探仪的探杆能够沿垂直方向运动，1g下其运行最大距离为500mm，运行最大速度为120mm/min，在50g超重力场条件下能够对深度25m范围内的土体进行探测，探杆下端内部设置有螺纹，探头的安装于拆卸方便，同时该探杆可连接不同类型的探头。

4、离心机机载三要素静力触探仪配备探头内部配置有锥尖阻力测量应变片、侧摩阻力应变片和孔压计，能够测量锥尖阻力qc、侧摩阻力fs和孔压u三要素的触探头，其锥角有60°、45°和30°三种，同时，该仪器的触探头为可拆卸式的，并不仅限于上述几种，可根据不同试验的需求，运用相应尺寸的触探头进行试验。

5、离心机机载三要素静力触探仪的探杆夹持板能够防止探杆在贯入过程中发生倾斜，能够提高实验数据精度；

6、离心机机载三要素静力触探仪固定在离心机吊篮上，能够提供试验需要的支反力。

附图说明

图1是本发明的俯视图。

图2是本发明的正视图。

图3是本发明的右视图。