本實(shí)用新型涉及地質(zhì)勘探技術(shù)領(lǐng)域，具體來說是一種能夠?qū)崟r測量巖土力學(xué)特性的微型靜力觸探儀。

背景技術(shù)：

輸變電工程中，天然淺基礎(chǔ)為最常用的基礎(chǔ)型式之一。在工程中采用天然淺基礎(chǔ)時，建構(gòu)筑物基礎(chǔ)埋深一般多在天然地表以下0.5-4.0m的范圍內(nèi)。根據(jù)相關(guān)規(guī)定，在工程的規(guī)劃設(shè)計階段，應(yīng)對擬建建構(gòu)筑物基礎(chǔ)埋深范圍及其之下的地基承載力及變形特性進(jìn)行專門的巖土工程勘察工作，以分析地基巖土的工程地質(zhì)性質(zhì)。常用的勘察手段有鉆探、靜力觸探、人工取土鉆等。這些勘察手段基本可以滿足工程需求，但對于某些特殊性巖土，這些手段又有其局限性，或不夠嚴(yán)謹(jǐn)客觀、或不夠經(jīng)濟(jì)合理。

在輸變電工程中，常見的特殊性巖土為軟弱土層和人工素填土層，其土層厚度一般在0-5.0m內(nèi)，分布范圍可大可小。軟弱土層和人工素填土層地基承載力較低、受荷變形量大，工程地質(zhì)性質(zhì)較差，因此必須對其厚度及分布范圍予以查明。對于尚未進(jìn)行土地征收和施工場平的站址和塔位，想要查明軟弱土層及人工素填土層的分布范圍及土層厚度，常用勘探手段有其局限性：

1、采用鉆探或靜力觸探手段時，由于工程鉆機(jī)體型較大，因而勘探過程人力需求大、設(shè)備搬運(yùn)困難、耗費(fèi)周期長。如果站址有青苗，還會造成民事糾紛等。并且，單個鉆孔或靜探孔深度一般4-5m就已經(jīng)查明土層的厚度，大部分精力都耗費(fèi)在設(shè)備搬運(yùn)之上，缺乏經(jīng)濟(jì)合理性；

2、采用人工取土鉆時，2-3個工人即可操作，勘察深度可達(dá)6m，但取出的土體一般需要技術(shù)人員依據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行鑒別。不同技術(shù)人員經(jīng)驗(yàn)積累不同，所判定的結(jié)果也會相差較大，人為因素影響較多，缺乏嚴(yán)謹(jǐn)客觀性。

因此，如何設(shè)計出一種輕便多功能工程地質(zhì)勘探儀，使得相關(guān)工作更加嚴(yán)謹(jǐn)客觀、經(jīng)濟(jì)合理，已經(jīng)成為急需解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中對工程場地軟弱土層和人工素填土層的勘察工作不夠嚴(yán)謹(jǐn)客觀、經(jīng)濟(jì)合理的缺陷，提供一種能夠?qū)崟r測量巖土力學(xué)特性的微型靜力觸探儀來解決上述問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

一種能夠?qū)崟r測量巖土力學(xué)特性的微型靜力觸探儀，包括數(shù)據(jù)處理器、T形把手和壓力傳感器，壓力傳感器的數(shù)據(jù)輸出端通過數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)處理器的數(shù)據(jù)輸入端相連，

所述的T形把手底部設(shè)有把手公絲，T形把手通過把手公絲安裝在壓力傳感器頂部的上測量內(nèi)絲上，壓力傳感器底部的下測量內(nèi)絲安裝有夾具，夾具的底部安裝有鉆桿，鉆桿的底部設(shè)有鉆桿內(nèi)絲，鉆桿的鉆桿內(nèi)絲上安裝有下鉆組件。

所述的下鉆組件為鉆頭，鉆頭安裝在鉆桿上。

所述的下鉆組件為螺紋取土鉆，螺紋取土鉆包括螺紋鉆頭，螺紋鉆頭的尾端設(shè)有螺紋取土鉆公絲，螺紋鉆頭通過螺紋取土鉆公絲安裝在鉆桿的鉆桿內(nèi)絲上。

所述的下鉆組件為直筒視窗取土器，直筒視窗取土器上設(shè)有取土窗口，直筒視窗取土器的一端設(shè)有刃口，直筒視窗取土器的另一端設(shè)有上部公絲，直筒視窗取土器通過上部公絲安裝在鉆桿的鉆桿內(nèi)絲上。

所述的壓力傳感器為S型壓力傳感器或圓柱形壓力傳感器。

所述的夾具包括旋夾組件，旋夾組件由夾頭安裝在旋擰調(diào)節(jié)器上組成，鉆桿安裝在夾頭上，旋擰調(diào)節(jié)器的另一端設(shè)有夾具公絲，夾具通過夾具公絲安裝在壓力傳感器底部的下測量內(nèi)絲上。

有益效果

本實(shí)用新型的一種能夠?qū)崟r測量巖土力學(xué)特性的微型靜力觸探儀，與現(xiàn)有技術(shù)相比在鉆桿下探過程中能夠?qū)崟r獲取巖土的力學(xué)特性，能夠掌握不同土層的力學(xué)特性，從而能夠客觀嚴(yán)謹(jǐn)?shù)剡M(jìn)行場地天然淺基礎(chǔ)軟弱土層和人工填土層的工程地質(zhì)勘察。其具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、輕質(zhì)便攜、使用靈活。整套設(shè)備重量約在10kg左右，一人即可輕松攜帶和操作，且不受場地和交通條件的影響。

2、工作迅速、效率提高。該設(shè)備可以在20分鐘內(nèi)查明一個勘探點(diǎn)0-5m內(nèi)的地層情況。而傳統(tǒng)的鉆探一般需要4個小時、靜探一般需要1個小時、人工取土鉆一般需要1.5小時。

本實(shí)用新型的勘察成果在保證經(jīng)濟(jì)合理的基礎(chǔ)上，通過壓力傳感器和數(shù)據(jù)處理器將地層的力學(xué)特性進(jìn)行采集，所獲得的數(shù)據(jù)更加客觀準(zhǔn)確。本實(shí)用新型能夠達(dá)到與2T靜力觸探儀的近似使用效果，但較之更為輕便高效；比人工取土鉆更為輕質(zhì)快捷，與人工取土鉆依靠個人經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判別相比，本實(shí)用新型更為客觀準(zhǔn)確。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型中壓力傳感器與數(shù)據(jù)處理器的連接結(jié)構(gòu)圖；

圖3為本實(shí)用新型中夾具的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型中直筒視窗取土器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型中螺紋取土鉆的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本實(shí)用新型中鉆桿的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本實(shí)用新型中T形把手的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本實(shí)用新型的使用狀態(tài)示意圖；

其中，1- T形把手、2-壓力傳感器、3-夾具、4-鉆桿、5-鉆頭、6-數(shù)據(jù)線、7-數(shù)據(jù)處理器、8-上測量內(nèi)絲、9-下測量內(nèi)絲、10-夾具公絲、11-旋擰調(diào)節(jié)器、12-夾頭、13-上部公絲、14-取土窗口、15-刃口、16-螺紋取土鉆公絲、17-螺紋鉆頭、18-鉆桿公絲、19-鉆桿內(nèi)絲、20-把手公絲。

具體實(shí)施方式

為使對本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)特征及所達(dá)成的功效有更進(jìn)一步的了解與認(rèn)識，用以較佳的實(shí)施例及附圖配合詳細(xì)的說明，說明如下：

如圖1所示，本實(shí)用新型所述的一種能夠?qū)崟r測量巖土力學(xué)特性的微型靜力觸探儀，包括數(shù)據(jù)處理器7、T形把手1和壓力傳感器2，數(shù)據(jù)處理器7為觸探儀常用的數(shù)據(jù)獲取、計算、展示設(shè)備。壓力傳感器2的數(shù)據(jù)輸出端通過數(shù)據(jù)線6與數(shù)據(jù)處理器7的數(shù)據(jù)輸入端相連，壓力傳感器2用于測得鉆桿4下探過程中土層對鉆桿4而產(chǎn)生的反作用力，壓力傳感器2將測得的反作用力反饋給數(shù)據(jù)處理器7呈現(xiàn)出來。

如圖7所示，T形把手1底部設(shè)有把手公絲20，把手公絲20針對于壓力傳感器2的安裝而設(shè)計。壓力傳感器2可以為壓力傳感器2為S型壓力傳感器或圓柱形壓力傳感器，如圖2所示，S型壓力傳感器或圓柱形壓力傳感器均具有上測量內(nèi)絲8和下測量內(nèi)絲9，上測量內(nèi)絲8和下測量內(nèi)絲9為壓力傳感器的兩個測量點(diǎn)。T形把手1通過把手公絲20安裝在壓力傳感器2頂部的上測量內(nèi)絲8上，通過把手公絲20和上測量內(nèi)絲8兩者的配合，將T形把手1方便的安裝在壓力傳感器2的頂部。

壓力傳感器2底部的下測量內(nèi)絲9安裝有夾具3，夾具3的底部安裝有鉆桿4，夾具3用于安裝鉆桿4而使用。如圖3所示，夾具3包括旋夾組件，旋夾組件為一體結(jié)構(gòu)，其為現(xiàn)有技術(shù)中電鉆機(jī)夾持鉆頭的部件，即旋夾組件由夾頭12安裝在旋擰調(diào)節(jié)器11上組成。鉆桿4安裝在夾頭12上，通過調(diào)整旋擰調(diào)節(jié)器11，致使夾頭12松開或夾緊鉆桿4。如圖6所示，為了更加方便鉆桿4與其他部分的安裝，鉆桿4的底部設(shè)有鉆桿內(nèi)絲19，同時，為了進(jìn)一步增加鉆桿4與夾頭12之間的安裝穩(wěn)定性，還可以設(shè)鉆桿4與夾頭12相接的一端設(shè)計鉆桿公絲18，在夾頭12內(nèi)設(shè)相應(yīng)的內(nèi)絲，先通過公絲與內(nèi)絲配合安裝后，再利用旋擰調(diào)節(jié)器11進(jìn)一步夾緊夾頭12。旋擰調(diào)節(jié)器11的另一端設(shè)有夾具公絲10，同理，夾具3通過夾具公絲10安裝在壓力傳感器2底部的下測量內(nèi)絲9上，通過夾具公絲10和下測量內(nèi)絲9方便夾具3在壓力傳感器2底部的安裝。

鉆桿4的鉆桿內(nèi)絲19上安裝有下鉆組件，下鉆組件為鉆桿4所接的不同用途的組件。如圖1和圖8所示，下鉆組件可以為鉆頭5，鉆頭5安裝在鉆桿4上。此為傳統(tǒng)的地質(zhì)勘探配置，通過T形把手1下壓，致使鉆頭5深入地下，在鉆頭5下探的過程中，其針對不同的巖土反饋出不同的反作用力，以將巖土的力學(xué)特性通過數(shù)據(jù)處理器7反映出來，從而形成下壓過程中的力學(xué)曲線。

若需要取土鑒別時，本實(shí)用新型提供了兩種取土模式：

第一種，采用取土器取土。如圖4所示，下鉆組件為直筒視窗取土器。直筒視窗取土器上設(shè)有取土窗口14，直筒視窗取土器的一端設(shè)有刃口15，直筒視窗取土器的另一端設(shè)有上部公絲13，直筒視窗取土器通過上部公絲13安裝在鉆桿4的鉆桿內(nèi)絲19上。將直筒視窗取土器安裝到鉆桿4的鉆桿內(nèi)絲19上，將鉆桿4沿著先期鉆頭5所形成的鉆孔下到鉆孔底部，下壓T形把手1，使土體壓入直筒視窗取土器內(nèi)。再將鉆桿4連同直筒視窗取土器從土層中拔出，觀察取土窗口14中的土體即可，這種方法適用于土體塌縮變形較小的土層。

第二種，采用螺紋取土鉆取土。如圖5所示，螺紋取土鉆包括螺紋鉆頭17，螺紋鉆頭17的尾端設(shè)有螺紋取土鉆公絲16，螺紋鉆頭17通過螺紋取土鉆公絲16安裝在鉆桿4的鉆桿內(nèi)絲19上。將螺紋鉆頭17安裝到鉆桿4的鉆桿內(nèi)絲19上，將鉆桿14連同螺紋鉆頭17下到鉆孔底部，下壓旋轉(zhuǎn)T形把手1，致使螺紋鉆頭17旋轉(zhuǎn)，使螺紋鉆頭17吃入土中，再將螺紋鉆頭17拔出。螺紋鉆頭17的凹槽上即帶有最底部的土體，可以進(jìn)行觀察鑒別，這種方法適用于土體塌縮變形較大的土層。

在實(shí)際使用時，如圖8所示，將本實(shí)用新型攜帶到需要勘探的點(diǎn)位，在鉆桿4上按等距離做好標(biāo)記（如：1m的鉆桿4可以10cm做一個標(biāo)記），鉆頭5部分朝下豎直放置于地面，開啟數(shù)據(jù)處理器7。人工按壓T形把手1，使鉆頭5緩緩刺入土層內(nèi)，不同的土層硬度所提供的對鉆頭5的反力也會實(shí)時顯示在數(shù)據(jù)處理器7上。可以根據(jù)土層特點(diǎn)等距進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

當(dāng)?shù)谝桓@桿4完全壓入土中后，轉(zhuǎn)動夾具3，使其與鉆桿4分離，另取一根鉆桿4與土中的鉆桿4以螺紋絲的方式進(jìn)行連接，再將夾具3夾在新的鉆桿4上，重復(fù)下壓和數(shù)據(jù)采集過程。通過不斷下壓和增加鉆桿4，可以根據(jù)土層強(qiáng)度決定勘探深度，直到土層硬度無法繼續(xù)下壓為止。將鉆桿4從土中拔出，逐個拆分收納到袋中，即完成整個勘探過程。后續(xù)還可根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，分析方法參照2T靜力觸探儀，即可獲得客觀準(zhǔn)確的工程地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)。

以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下本實(shí)用新型還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型的范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求的保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等同物界定。