[实用新型]一种用于考虑黏土各向异性的标准贯入试验的贯入装置

说明书

本实用新型提供一种用于考虑黏土各向异性的标准贯入试验的贯入装置，包括标准贯入器、探杆、锤垫、穿心锤、穿心杆、滑轮以及钢索，所述探杆固定至标准贯入器的顶部，所述锤垫布置在探杆的顶部，所述穿心杆位于锤垫的上方，所述穿心锤穿过穿心杆且两端经钢索挂在滑轮上，所述钢索连接至运动电机上，所述运动电机用于提升或者自由下落穿心锤。本实用新型通过安装有激光位移传感器，试验时可实时读取贯入深度，方便控制试验；拉线式位移传感器绑扎于钢索，可实现准确控制穿心锤起吊高度；结合激光位移传感器的贯入深度数据，以及加速度传感器的波峰数据，可在试验后直接读取不同贯入深度区间的波峰出现次数，避免试验时人工记录可能出现的错误。

技术领域

本实用新型属于与海洋新能源工程勘察相关技术领域，尤其是涉及一种用于考虑黏土各向异性的标准贯入试验的贯入装置。

背景技术

随着我国海洋强国与碳中和战略的提出，海上新能源成为了目前开发的热点，尤其是海上风电场工程项目。我国长三角、珠三角等沿海区域广泛分布有黏土，其强度评价直接影响着风机基础造价、基础设计及安全运行，传统钻孔取样-室内试验的方式对土样扰动较大，无法反映原位黏土的强度。

原位测试技术对土体扰动较少，高精度现场原位测试能够有效获得土体参数。标准贯入试验(SPT)作为常用的原位测试技术，可应用于黏土强度估算中。标准贯入试验是通过锤击方式将标准尺寸的贯入器打入土中，预打15cm后，记录接下来贯入30cm的锤击数N来表征黏土的贯入特性。采用解译公式将锤击数N转换至黏土的抗剪强度s_u。

原位黏土处于各向异性状态，即竖向应力σ_v0'与水平向应力σ_h0'不同，其抗剪强度s_u存在原生各向异性，而目前黏土抗剪强度s_u的标准贯入试验解译方法未考虑黏土的原生各向异性，同时不同土的强度解译参数范围也不清晰。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术不足，旨在提供一种用于考虑黏土各向异性的标准贯入试验的贯入装置。

为此，本实用新型的上述目的通过以下技术方案实现：

一种用于考虑黏土各向异性的标准贯入试验的贯入装置，其特征在于：所述用于考虑黏土各向异性的标准贯入试验的贯入装置包括标准贯入器、探杆、锤垫、穿心锤、穿心杆、滑轮以及钢索，所述探杆固定至标准贯入器的顶部，所述锤垫布置在探杆的顶部，所述穿心杆位于锤垫的上方，所述穿心锤穿过穿心杆且两端经钢索挂在滑轮上，所述钢索连接至运动电机上，所述运动电机用于提升或者自由下落穿心锤；

所述标准贯入器或探杆或者标准贯入器与探杆之间设有加速度传感器，所述加速度传感器与数据采集器信号连接；

所述标准贯入器或探杆或者标准贯入器与探杆之间设有激光位移传感器，所述激光位移传感器用于检测标准贯入器的贯入深度，所述激光位移传感器与数据采集器信号连接。

在采用上述技术方案的同时，本实用新型还可以采用或者组合采用如下技术方案：

作为本实用新型的优选技术方案：所述标准贯入器包括自上而下两两之间依次固定的上贯入器、下贯入器和贯入器靴，所述下贯入器与贯入器靴具有贯通的空腔，所述下贯入器的空腔内布置朝向贯入器靴空腔方向的激光位移传感器。

作为本实用新型的优选技术方案：位于滑轮与运动电机之间的钢索上设有拉线式位移传感器，所述拉线式位移传感器经拉线式位移传感器绑扎头绑扎于钢索上，所述拉线式位移传感器与数据采集器信号连接。

作为本实用新型的优选技术方案：所述运动电机和数据采集器均与电子控制端信号连接，所述电子控制端用于控制运动电机运动以及控制数据采集器采集传感器检测信号。

作为本实用新型的优选技术方案：所述穿心杆与探杆同轴。