[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

说明书

本发明公开了基于剪切波速的现场填土路基压实度检测装置及检测方法，解决了现有技术中探杆对土体会产生嵌挤效应和弯曲元与待测路基土紧密接触的问题，具有提高剪切波测试结果可靠性的有益效果，具体方案如下：基于剪切波速的现场填土路基压实度检测装置，包括剪切波激发机构和剪切波接收机构，二者均包括外部套管、取土内芯管和弯曲元内芯杆；外部套管，侧壁设置第一开口；取土内芯管，能够与外部套管可拆卸连接，以在外部套管切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；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。

技术领域

本发明涉及岩土工程领域，尤其是基于剪切波速的现场填土路基压实度检测装置及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

路基是公路线路的重要组成部分，而当前路基填筑工程面临着工期紧张，压实效果检测复杂等问题。随着大吨位压路机与大厚度摊铺技术的逐渐推广，传统的压实度检测方法，如灌砂法测等已经不再适用，难以满足大厚度摊铺条件下的压实度检测的需求。

已有研究表明，土体的压实状态能通过剪切波速反应出来，而弯曲元试验件是检测土体剪切波速的最便捷且可靠的方式。同时，通过弯曲元试验件伸入土体检测压实状态，不仅便捷、高效，还能减少对已建成工程的损伤。

当前基于弯曲元试验件的填土剪切波速测试方法多为贯入式，即直接将实心杆状结构直接贯入土体中。然而，发明人发现，探杆本身的体积会对土体产生明显的嵌挤效应，使其附近的土体发生挤密。不仅增加弯曲元试验件伸入土体的难度，而且显著影响波速测试结果的可靠性。同时，单纯的路基土取芯面临着完整芯样取出困难、取出后受扰动大等难题，简单通过取芯检测填土压实效果并不足够可靠。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供基于剪切波速的现场填土路基压实度检测装置，能够有效减少对土体的扰动、破坏和损伤，同时检测结果具有可重复性，满足紧张的施工期和准确性的要求。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

基于剪切波速的现场填土路基压实度检测装置，包括剪切波激发机构和剪切波接收机构，二者可间隔设定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及其内部的土样取出；

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。

上述的检测装置，剪切波激发机构和剪切波接收机构可被设置于路基土体中，一个用于剪切波的发射，另一个用于剪切波的接收，这样可获取剪切波速由此来判断填土路基的压实度情况；而且取土内芯管可将其内部的土样取出，便于后续弯曲元内芯杆安装于外部套管内，且取出的土样可反映土体的物理状态。

如上所述的基于剪切波速的现场填土路基压实度检测装置，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。

如上所述的基于剪切波速的现场填土路基压实度检测装置，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，动力件通过传动机构带动弯曲元试验件相对于杆体的运动。