[发明专利]一种近地表岩性探测仪及探测方法

权利要求书

1.一种近地表岩性探测仪，其结构包括驱动机构和测量装置；其特征在于：所述驱动机构为置于移动载体上的液压贯入装置，所述测量装置包括地下的探头和地上的地面数据采集显示系统和测量资料处理平台；所述液压贯入装置通过探杆连接地下测量装置的探头。

2.根据权利要求1所述的一种近地表岩性探测仪，其特征在于：所述探头包括通过摩阻探头相互连接在一起的自然伽马探头和压力探头，所述自然伽马探头连接探杆；所述探头通过置于探杆中的电缆连接地上的地面数据采集显示系统和测量资料处理平台。

3.根据权利要求1或2所述的一种近地表岩性探测仪，其特征在于：所述移动载体为带有箱体的车辆并作为液压贯入装置向下贯入时的反力装置，所述液压贯入装置置于车辆的箱体内。

4.根据权利要求1或2所述的一种近地表岩性探测仪，其特征在于：所述液压贯入装置由移动载体提供动力，通过液压油缸连接并驱动探杆和探头；所述液压贯入装置还包括有左、右、后下锚机及地锚并由各下锚机控制手柄来控制；所述探杆还与角机相连接。

5.根据权利要求4所述的一种近地表岩性探测仪，其特征在于：所述液压贯入装置还包括液压控制操作台、用来控制液压油缸和探杆的贯入起拔手柄，同时还包括用来存储探杆和油的探杆存储及副油箱，所述移动载体外部设置有多个液压支腿，所述支腿由液压贯入装置的控制手柄来控制。

6.一种近地表岩性探测方法，其特征在于该探测方法按如下步骤进行：

步骤1

调平移动载体：当移动载体在选好的位置停止不动后，将四块原木垫块分别置于四个液压支腿下方，利用液压贯入装置中的支腿控制手柄调整车辆下部四个调平支腿上升或下降，使贯入油缸与地面处于垂直状态，确保静力探测设备将探头和探杆垂直压入地层；

步骤2

液压下锚：考虑到移动载体箱体的空间和操作，设计了三个液压下锚机，前端的左、右下锚机位置固定，后端的后下锚机能进行左右滑动；前端左、右下锚机各下一个地锚，后端下锚机下一至三个地锚；拉动后下锚机手柄，进行下锚工作，直至下锚机下行至导向套处后，拔去销轴；将下锚机再回升至下锚机构顶部，放置下锚连接杆再进行下锚工作，直至锚杆顶部低于移动载体地面15-25CM，停止下锚；使用同样的方法将后面其它两个地锚下入土中固定；拉动右下锚机手柄，右下锚机开始工作，到下锚机向下50-70CM，停止下锚；

步骤3

液压贯入：首先将预先穿好电缆的探杆与探头相连接；连接时须将探头固定，顺时针转动探杆，直至与探头连接牢固；贯入工作按以下步骤进行：a、将连接好探头的探杆，从贯入液压油缸的横梁中间穿过；在贯入液压油缸的连接板中部和上横梁中间的孔中分别插入两只半圆的导向套；使其探杆稳固在两只油缸中间，再连接一根探杆，插入卡块；b、操纵液压贯入起拔手柄使其油缸抬升，当横梁将带有卡块的探杆抬升后，探头离开地面4-5CM后，即停止；c、根据探头的接线方式，将探头的电缆线与地面数据采集显示系统的接线盒相连接，根据仪表使用手册将地面数据采集显示系统开机，在视窗中输入各种指令相关参数；d、将角机固定在即将贯入的探杆上，并进行深度调零；e、将贯入液压油缸的横梁下降，拔出卡块，上升横梁至探杆接头中的凹槽在其横梁的下部，插入卡块，下降横梁进行测量；f、油缸设计行程为45-55cm，将标准的每一根探杆分两次压入；当上横梁升至油缸顶部时，用下部副梁进行压入；g、随着探头及探管在土层的下行，地面及时连接探管；

步骤4

贯入的过程中同时进行测量工作：a、将探头匀速压入地层的过程中，静力探头的锥尖阻力、侧壁摩擦力将通过电缆传输到地面实时监控面板；b、伽马射线被Na工(Tl)晶体吸收时，在晶体内部就产生微弱闪光；闪光通过光耦合剂进入光电倍增管的阴极时打出一个自由电子；此自由电子在光电倍增管内经过10级倍增后从高压阳极上激发一个负电流脉冲，每产生一个负电流脉冲就探测到一个伽马射线；

步骤5

测量资料处理：a、数据加载，把LDO组件、LDO属性页组件和测井数据解编组件组装在一起，形成个综合的数据管理平台，完成将多种存储格式的数据加载到数据库，同时提供数据导出功能；b、数据处理，把LDO组件和处理方法组件组装在一起，形成一个交互处理平台，准确划分地层；c、绘图，对曲线进行曲线拼接、曲线深度和数值的平移、曲线线性校正、曲线漂移的校正、曲线滤波、曲线重采样以及曲线数值的鼠标在位编辑和数值的直接编辑操作，并显示或打印各类图件；

步骤6

地层岩性评价：a、锥尖阻力较小、侧壁摩阻力比较大的层段所代表的土层为粘土层；b、锥尖阻力大、侧壁摩阻力比较小的层段所代表的土层则为砂土层；c、侧壁摩阻力与锥尖阻力的摩阻比FR＝fs/qc×100％，粘性土的FR常大于2％，而砂类土的FR小于或等于1％；d、I_GR＜15％为砂岩，15％＜I_GR＜50％为泥质砂岩，50％＜I_GR＜85％为砂质泥岩，I_GR＞85％为泥岩。