【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于静力触探，具体涉及了一种多功能静力触探反力装置与试验方法。
技术介绍
1、静力触探试验是以静压力将圆锥形探头按一定速率匀速压入土中，量测其贯入阻力，其中包括锥头阻力和侧壁摩阻力或摩阻比，并按其所受阻力的大小划分土层，确定土的工程性质。静力触探试验能确定各类土体的空间分布及其工程特性，且野外现场作业简单、方便、测试时间短。静力触探试验适用于软土、砂类土和含有少量碎石的土层。与传统的钻探方法相比，静力触探试验具有速度快、劳动强度低、清洁、经济等优点，而且可以连续获得地层的强度和其他方面的信息，不受取样扰动等人为因素的影响，因此在建筑、水利、电力等领域对地基土层的勘察中得到广泛应用。
2、静力触探仪的反力通常采用三种形式：即利用地锚、重物或汽车自重作为反力。其中，利用地锚作为反力装置，因经济和便捷性好，故适用范围更广。但在某些特殊作业环境或是有特殊测量要求时，如围井内作业空间较小、某个控制点的地形受限，或是场地要求的测量范围很深，普通的反力装置将无法满足测试要求。另外，普通的静力触探设备与反力装置往往质量大，搬运与安装时较为困难，且具有一定的危险性。最后，现有反力装置地锚的平面布置形式与深度往往是固定的，其测试影响区域不可调整，会对现场取样和其他测试造成影响。
技术实现思路
1、为了解决
技术介绍
中存在的问题，针对现有静力触探反力装置的不足，本专利技术的目的在于提供一种多功能静力触探反力装置与试验方法。
2、本专利技术采用的技术方案为：
3
4、装置包括触探机构、反力支撑机构和反力锚，触探机构放置在待探测的土体上，反力支撑机构的底端伸入到待探测的土体中，且反力支撑机构和土体之间形成空腔，反力支撑机构可绕着触探机构轴向转动地安装在触探机构底部的外周，反力支撑机构中部开设有通孔，反力锚的一端固定安装在反力支撑机构的顶部，另一端穿设过反力支撑机构开设的通孔后伸入到土体内部，反力锚用于固定反力支撑机构和土体，触探机构中的触探杆伸入到土体中，用于测定土体的贯入阻力，进而对根据贯入阻力土体进行土层划分。
5、所述的触探机构包括触探杆、触探底座、支撑柱和支撑梁；触探底座放置在待探测的土体上，两个支撑柱竖直安装在触探底座的上表面，支撑梁的两端分别可上下移动地安装在两个支撑柱上，触探底座的中部开设有探杆通孔，触探杆的顶端固定安装在支撑梁上，另一端穿设过触探底座开设的探杆通孔后伸入到土体内部，以测定土体的贯入阻力；
6、所述的支撑梁外接液压缸，液压缸用于驱动支撑梁上下移动，进而带动触探杆在土体中上下移动，所述反力支撑机构可移动地安装在触探底座的外周。
7、所述的反力支撑机构主要由四个反力旋转部件构成，每个反力旋转部件包括圆柱形套筒和矩形套筒，圆柱形套筒和矩形套筒的中部均开设通孔，且圆柱形套筒和矩形套筒之间固定连接，触探机构中触探底座的外周安装有四个旋转主轴，每个圆柱形套筒可绕着旋转主轴轴向转动地套设在旋转主轴的外侧壁上，所述矩形套筒的底端向下延伸超出圆柱形套筒的底端，且矩形套筒的中部水平安装一块带孔钢板，反力锚的顶端安装在矩形套筒上，另一端穿设过矩形套筒开设的通孔后伸入到土体内部，反力锚用于固定反力旋转部件，矩形套筒的底端插入至土体中，矩形套筒中部的带孔钢板不与土体接触，使得矩形套筒和土体之间形成空腔。
8、所述的反力支撑机构还包括可拆卸的空腹式工字钢，空心的空腹式工字钢通过螺栓安装在反力旋转部件上，所述的空腹式工字钢主要由钢顶板、钢底板、钢腹板构件和钢围板构件组成，所述钢腹板构件是由四块相同的钢腹板首尾相连拼接而成的空心立方体结构，钢顶板和钢底板分别安装在钢腹板的顶部和底部，所述钢围板构件是由四块相同的钢围板首尾相连拼接而成的空心立方体结构，钢围板的顶部与钢底板连接，反力锚的顶端安装在空腹式工字钢上，另一端穿设过空腹式工字钢中部的空心孔洞后伸入到土体内部，以固定空腹式工字钢，钢围板构件的底端插入至土体中，钢底板不与土体接触，使得钢围板构件、钢底板与土体之间围成空腔。
9、所述反力装置通过调节反力旋转部件的位置和角度，从而调节触探杆的位置，进而实现触探杆在不同地形环境对土体的静力触探。
10、所述反力装置通过调节空腹式工字钢的数量，从而调节伸入土体中反力锚的数量，进而调节装置提供的最大反力大小。
11、所述的触探底座上安装有真空泵，反力支撑机构和土体之间形成的空腔通过管道与真空泵连通，使得空腔经真空泵抽真空后形成负压的真空腔。
12、二、一种多功能静力触探试验方法，包括以下步骤：
13、步骤s1、首先根据土体的探测深度和位置确定反力锚的数量和位置；
14、步骤s2、将触探机构放置在待探测的土体上，再将反力支撑机构插入的底部插入到土体，并使得反力支撑机构和土体之间形成空腔，接着将触探机构和反力支撑机构之间连接，再将确定好位置的反力锚锚入到土体中；
15、步骤s3、然后对反力锚和反力支撑机构之间的间隙进行密封，接着打开与触探机构连接的真空泵，利用真空泵对反力支撑机构和土体之间的空腔进行抽真空，使得空腔经真空泵抽真空后形成负压的真空腔；
16、步骤s4、接着将触探杆安装到触探机构的支撑梁上，接着启动支撑梁，使得触探杆随着支撑梁上下移动对土体的贯入阻力进行测定，最终得到土体的贯入阻力。
17、本专利技术可以适应不同测试地形和深度的要求，以满足不同工程需求。通过调整地锚(反力锚)的布置形式来控制测试浅层土体的影响区。此专利技术中的装置与方法通过改变反力支撑机构与触探机构的连接形式和反力支撑机构的结构特性来适应不同的测试需求。本专利技术采用气压差产生反压，增大了测试的可测试深度。
18、本专利技术的反力装置不仅能够适应不同测试地形和深度的要求，而且具有简单便携、测试影响区可控等特点。本专利技术反力装置具有可拆卸、轻巧便携，可适应各种测试地形，能控制试验影响区域等特点。反力支撑机构是可拆卸的，可根据不同的测试地形以及测试深度需求来组合、拼装成不同长度的反力支撑机构。
19、本专利技术的有益效果是：
20、1、本专利技术的多功能静力触探反力装置可通过调整反力支撑机构的长短和方向来适应不同的地形环境，同时可通过调整地锚的数量来提供相当的反力，以达到测试要求深度，同时采用地锚和气压差提供反力，从而快速、连续、精确地直接测得土的贯入阻力、侧摩阻力等指标，对了解土层原始状态的物理力学性质有极大帮助，同时为后续各项研究提供科学支持。
21、2、本专利技术从地锚的选取、安装与布局层面上考虑控制地锚对浅部土层的扰动范围，以满足各原位试验同时开展的需求，保证现场各种测试结果的准确性。
22、3、本专利技术使用新型多功能静力触探仪反力装置，能够满足与其他原位试验同时开展的要求，为其他试验提供参考指标，节约大量时间与经济成本。
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1.一种多功能静力触探反力装置，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种多功能静力触探反力装置，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的一种多功能静力触探反力装置，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的一种多功能静力触探反力装置，其特征在于：
5.根据权利要求3所述的一种多功能静力触探反力装置，其特征在于：
6.根据权利要求4所述的一种多功能静力触探反力装置，其特征在于：
7.根据权利要求3所述的一种多功能静力触探反力装置，其特征在于：
8.一种应用于权利要求1-7任一项装置的多功能静力触探试验方法，其特征在于，包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种多功能静力触探反力装置，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的一种多功能静力触探反力装置，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的一种多功能静力触探反力装置，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的一种多功能静力触探反力装置，其特征在于：
5.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：何顺宾，周燕国，彭文明，李雨泽，张常溢，沈志文，辛俊生，张超，窦金熙，
申请(专利权)人：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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