[发明专利]基于剪切波速的现场填土路基压实度检测装置及方法

权利要求书

1.基于剪切波速的现场填土路基压实度检测装置，其特征在于，包括剪切波激发机构和剪切波接收机构，二者可设定间隔距离插入填土路基中，且二者均包括外部套管、取土内芯管和弯曲元内芯杆；

内部中空的外部套管，侧壁设置第一开口；

取土内芯管，内部中空，且能够与外部套管可拆卸连接，以在外部套管插入土体时外部套管内部的土体进入取土内芯管，取土内芯管在外力作用下能相对于外部套管移动以通过取土内芯管将其内部的土样取出；

弯曲元内芯杆，包括内部中空的杆体，杆体能够与外部套管连接，杆体设置能够与第一开口相通的第二开口，杆体内设置可移动的弯曲元试验件，弯曲元试验件能够通过第二开口、第一开口移动至外部套管外侧的土体中，实现剪切波发射或接收；

所述杆体内设置移动机构，移动机构与所述弯曲元试验件连接，以带动弯曲元试验件在垂直于杆体方向的往复直线运动；

所述移动机构包括动力件和传动机构，动力件与传动机构连接，传动机构与固定于所述弯曲元试验件的第一齿条配合；

所述传动机构为链条传送机构，链条传送机构包括通过传动链条连接的主动轮和从动轮，主动轮与所述动力件连接，从动轮带动第三齿轮转动，第三齿轮与所述第一齿条啮合；

所述动力件为与所述主动轮连接的Z型摇杆，或者，动力件为与所述主动轮连接的旋转电机；

所述移动机构为第一直线驱动机构，第一直线驱动机构固定于杆体内，第一直线驱动机构与所述弯曲元试验件连接，以带动弯曲元试验件运动；

所述杆体内在所述第二开口处设置可移动的开关门，开关门与第二直线驱动机构连接以带动开关门封闭或开启第二开口。

2.根据权利要求1所述的基于剪切波速的现场填土路基压实度检测装置，其特征在于，所述第三齿轮还与第二齿条啮合，第二齿条设于竖向板体的一侧，第二齿条与所述第一齿条相互垂直，第二齿条贴近所述杆体侧壁设置，以通过第三齿轮的转动带动竖向板体封闭或开启所述的第二开口。

3.根据权利要求1所述的基于剪切波速的现场填土路基压实度检测装置，其特征在于，所述弯曲元试验件包括压电陶瓷弯曲元，弯曲元试验件的一端对准第二开口设置，弯曲元试验件环向设置基座，基座内填充封装材料以包裹压电陶瓷弯曲元，基座一侧固定所述的第一齿条，基座的另一侧通过所述杆体的底端进行支撑。

4.根据权利要求1所述的基于剪切波速的现场填土路基压实度检测装置，其特征在于，所述外部套管的一端设置便于外部套管插入土体的斜面，且设置斜面的一端内侧设置卡槽结构，所述取土内芯管和所述弯曲元内芯杆的一端均能够与卡槽结构卡合。

5.根据权利要求1所述的基于剪切波速的现场填土路基压实度检测装置，其特征在于，所述外部套管、所述取土内芯管和所述弯曲元内芯杆的一端外缘均设置平台，各平台均设置可同锁紧件穿过的通孔。

6.一种基于剪切波速的现场填土路基压实度检测方法，采用如权利要求1-5中任一项所述的基于剪切波速的现场填土路基压实度检测装置，其特征在于，包括如下内容：

确定剪切波激发机构和剪切波接收机构之间的间距；

针对剪切波激发机构或剪切波接收机构，将外部套管与取土内芯管连接，并将外部套管与取土内芯管压入路基土体中；

解除外部套管与取土内芯管之间的连接关系，通过外力将取土内芯管从外部套管中取出，外部套管留在路基土体中；

将弯曲元内芯杆深入外部套管中并使得第一开口和第二开口相通，紧固弯曲元内芯杆与外部套管；

剪切波激发机构中的弯曲元试验件产生激发波，由剪切波接收机构中的弯曲元试验件接收相应的接收波，获得剪切波传播时间；

根据剪切波激发机构和剪切波接收机构之间的间距、外部套管的外径、弯曲元试验件相对于外部套筒伸出长度和剪切波传播时间获得剪切波速；

将获得的剪切波速与室内标定结果进行对比得出结果，以此反映现场路基土体的压实状态。