[发明专利]一种双面锥型全流触探探头

说明书

本发明提供一种双面锥型全流触探探头，该设备安装在海床式贯入系统中，通过贯入系统连续地挤压探杆(1)将该探头锥尖(6)贯入土中，贯入过程中土体会对摩擦套筒(2)产生摩擦力，由于探头贯入改变土中应力环境，土中水压会对探头上部孔压环(3)、中部孔压环(4)以及下部孔压环(5)产生不同的超静水压力，通过应变片产生的电信号转化为数字信号处理，最终采集到准确的数据，完成测试。将本设备吊装放入测试地点，当探头完全竖直时通过连续、匀速贯入获取锥尖阻力、侧壁摩阻力以及孔隙水压力参数，提高测试精度。

技术领域

本发明是一种双面锥型全流触探探头，特别是岩土工程领域中一种能够直接获取岩土参数的原位测试装置。

背景技术

随着我国沿海城市的不断发展、“海上丝绸之路”的提出以及“十三五”的海洋规划，海上风电、跨海大桥、海底隧道、海洋石油钻井平台、海水发电、围海造陆等海上工程项目不断增多，海洋岩土工程不断发展。海洋工程已经包括由传统工程项目向新型工程项目转变，逐渐由近海、浅海向远海、深海发展，于此同时海洋工程的规模也不断增大。这对海洋工程的安全性、耐久性，特别是循环荷载效应影响相关设计参数的勘测提出了更高的要求。将设备通过船只运到需要测试的地方，通过船上的起重设备，用缆绳将贯入设备放置在海床上，通过贯入设备连续地将静力触探探头贯入土中，获取锥尖阻力、侧壁摩阻力以及孔隙水压力参数，通过参数的分析更加准确地计算出土的各项参数。

发明内容

技术问题：本发明的目的在于针对现有技术存在的获取数据不准确，获取参数耗时耗力等不足，提供一种双面锥型全流触探探头。

技术方案：本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种双面锥型全流触探探头，包括探杆、摩擦套筒以及锥尖；探头为双面锥型，其中安装有中部孔压环、下部孔压环，锥型探头与探杆相连处有一个上部孔压环。探杆为钢制铁管，管内有芯片，可以将贯入过程中的电信号转化为数字信号；探杆底端10～15cm处向内收缩0.5～1mm用于安装摩擦套筒，摩擦套筒为圆柱形空心筒，长度小于10cm，壁厚0.5～1mm，刚好可以套进探杆底部，并可以略微上下移动。

进一步的，摩擦套筒底部与锥型探头之间安装有一个上部孔压环，上部孔压环直径为35.7～40mm，厚度为0.5～0.6cm，上部孔压环内拥有对称的两个应变片，并与探杆内部芯片连接。

进一步的，锥型探头形如两个锥体倒扣一起，内部为空心，投影面积为100cm²，探头侧壁内都安装有应变片，并于探杆内部的芯片相连。

进一步的，锥型探头锥尖为60°～120°，锥型探头中间和下锥面1/2处各有一个孔压环，分别为中部孔压环和下部孔压环，锥型探头底部为锥尖，中部孔压环直径为115mm，下部孔压环直径为65mm，厚度都为5mm，内部也有两个对称分布的与探杆内部芯片连接应变片。

有益效果：将设备放置需要测试的地方，通过该设备安装在海床式贯入系统中，通过贯入系统连续地挤压探杆将该探头锥尖贯入土中，贯入过程中土体会对摩擦套筒产生摩擦力，由于探头贯入改变土中应力环境，土中水压会对探头上部孔压环、中部孔压环以及下部孔压环产生不同的超静水压力，最终采集到准确的数据，完成测试。当探头通过竖直连续、匀速贯入获取锥尖阻力、侧壁摩阻力以及孔隙水压力参数，比以往获取的参数更加准确、可靠。

附图说明

图1是本发明用于海洋原位测试双面锥形全流触探探头的结构示意图。

探杆1、摩擦套筒2、上部孔压环3、中部孔压环4、下部孔压环5、锥尖6。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。