專利名稱：深層飽和砂土孔隙比現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種深層飽和砂土孔隙比現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試裝置。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試飽和砂土孔隙比的通常采用探地雷達(dá)法，該方法利用高頻電磁波將寬帶短脈沖的形式由地面發(fā)射天線送入地下，利用地面接收天線接收反射信號(hào)，通過測(cè)定電磁波在土層中的傳播速度確定孔隙比。因?yàn)樵摲椒ǖ陌l(fā)射天線和接收天線均放置在地面，土對(duì)電磁波有衰減作用決定了電磁波在土中的傳播距離不能太長(zhǎng)，所以該方法存在測(cè)量深度淺的缺點(diǎn)。國內(nèi)尚無現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試深層飽和砂土孔隙比的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種深層飽和砂土孔隙比現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試裝置，可以對(duì)任何深度的飽和砂土孔隙比進(jìn)行測(cè)量。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下深層飽和無粘性土孔隙比現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試裝置，它包括三根等長(zhǎng)平行排列的不銹鋼探針，其頂端均固定在環(huán)氧樹脂盒內(nèi)并經(jīng)同軸電纜與地面上的電磁波激發(fā)器和電磁波接收器連接，電磁波接收器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器連接；其中1)三根等長(zhǎng)平行排列的不銹鋼探針頂端均有小孔，用固定螺絲將焊片固定在不銹鋼探針頂端，同軸電纜內(nèi)導(dǎo)體焊接于排列在中間的不銹鋼探針頂端的焊片上，同軸電纜外導(dǎo)體分別經(jīng)導(dǎo)線連接于兩側(cè)的不銹鋼探針頂端的焊片上；2)在環(huán)氧樹脂盒頂端裝有預(yù)置鋼管，同軸電纜從鋼管中穿過，鋼管下端兩側(cè)有兩個(gè)小孔，導(dǎo)線從孔中引出分別與排列在兩側(cè)的不銹鋼探針頂端的焊片及同軸電纜外導(dǎo)體連接，并用柔性材料填充導(dǎo)線與孔之間的空隙；預(yù)置鋼管下端端部縱橫兩向焊接定位鋼片；預(yù)置鋼管上端用柔性材料填充同軸電纜與預(yù)置鋼管之間的空隙，并用環(huán)氧樹脂密封；預(yù)置鋼管和不銹鋼探針均固定于環(huán)氧樹脂盒中；3)兩端帶螺紋的連接鋼管經(jīng)對(duì)接頭與預(yù)置于環(huán)氧樹脂盒中的預(yù)置鋼管和連接鋼管連接，可連續(xù)接長(zhǎng)至設(shè)定長(zhǎng)度；同軸電纜從連接鋼管和對(duì)接頭中穿過。
本發(fā)明具有的有益效果是通過采用上述方案，可以現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量任何深度的飽和無粘性土孔隙比，且具有很好的抗壓性、抗拔性和防水性，具有原理明確、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便的特點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖2是圖1的A-A剖面圖；圖3是同軸電纜與探針連接處同軸電纜端連接圖；圖4是同軸電纜與探針連接處探針端連接圖；圖5是現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)的裝置原理圖。
圖中1、同軸電纜，2、連接鋼管，3、對(duì)接頭，4、預(yù)置鋼管，5、環(huán)氧樹脂盒，6、導(dǎo)線，7、焊片，8、固定螺絲，9、不銹鋼探針，10、同軸電纜內(nèi)導(dǎo)體，11、同軸電纜外導(dǎo)體，12、同軸電纜護(hù)套，13、同軸電纜填充材料，14、縱橫兩向焊接定位鋼片，15、柔性填充材料，16、環(huán)氧樹脂，17、電磁波激發(fā)器、接收器，18、鉆孔成孔。
具體實(shí)施例方式
如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5所示，深層飽和砂土孔隙比的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試裝置，它包括可在現(xiàn)場(chǎng)插入深層飽和砂土中的三根等長(zhǎng)平行排列的不銹鋼探針9，其頂端固定在環(huán)氧樹脂盒5內(nèi)并經(jīng)同軸電纜1與地面上的電磁波激發(fā)器、電磁波接收器17和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器連接；在環(huán)氧樹脂盒5頂端預(yù)置有帶螺紋鋁管4，可經(jīng)對(duì)接頭3與長(zhǎng)導(dǎo)管2連接。
如圖4所示，三根等長(zhǎng)平行排列的不銹鋼探針9頂端均預(yù)留小孔，用固定螺絲8將焊片7固定在不銹鋼探針9頂端，同軸電纜內(nèi)導(dǎo)體10焊接于排列在中間的不銹鋼探針頂端的焊片7上，同軸電纜外導(dǎo)體11經(jīng)導(dǎo)線6連接于排列在兩側(cè)的不銹鋼探針頂端的焊片7上。
如圖1所示，在環(huán)氧樹脂盒5頂端預(yù)置有預(yù)置鋼管4，同軸電纜1從鋼管4中穿過，預(yù)置鋼管4下端兩側(cè)預(yù)留兩個(gè)小孔，導(dǎo)線6從孔中引出分別與排列在兩側(cè)的不銹鋼探針9頂端的焊片7及同軸電纜外導(dǎo)體11連接，并用柔性材料15填充導(dǎo)線6與孔之間的空隙；預(yù)置鋼管4上端用柔性材料15填充同軸電纜1與預(yù)置鋼管4之間的空隙，并用環(huán)氧樹脂16密封；鋼管和不銹鋼探針9均固定于環(huán)氧樹脂盒5中。
如圖1所示，兩端帶螺紋的連接鋼管2經(jīng)對(duì)接頭3與預(yù)置于環(huán)氧樹脂盒中的預(yù)置鋼管4和連接鋼管2連接，可連續(xù)接長(zhǎng)至所需長(zhǎng)度；同軸電纜1從連接鋼管2和對(duì)接頭3中穿過。連接鋼管2和對(duì)接頭3端部應(yīng)盡量光滑，以防同軸電纜1磨損。
如圖2所示，預(yù)置鋼管4下端端部的縱橫兩向焊接定位鋼片14可提高本測(cè)試裝置抗壓和抗拔性能。
測(cè)試探頭系統(tǒng)的防水處理是在預(yù)置鋼管4上端用柔性材料15填充同軸電纜1與預(yù)置鋼管4之間的空隙，并用環(huán)氧樹脂16密封，密封層要均勻，不宜太厚，不得有氣泡存在，以確保密封層的防水防潮性、韌性和抗老化性能。
如圖5所示，采用鉆機(jī)在土中鉆孔成孔18至設(shè)定深度，連接一定數(shù)量的連接鋼管2至相應(yīng)長(zhǎng)度以保證探針9完全插入飽和砂土中，將連接好的測(cè)試探頭插入，同軸電纜1上端與地面上的電磁波激發(fā)器、電磁波接收器17連接。反射信號(hào)經(jīng)電磁波接受器接收并存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，由數(shù)據(jù)讀出該飽和砂土的介電常數(shù)εr，再根據(jù)下列公式求得該飽和砂土的孔隙比。
(2ΣiAi-3)ϵr2+(ΣiAiϵri+4ΣiAi+3)ϵr+2ΣiAiϵri=0]]>其中，變量Ai=ϵri-1ϵri+2vi,]]>εri分別為土顆粒介電常數(shù)εs和自由水介電常數(shù)εfw。vi分別為飽和砂土中土顆粒體積含量和孔隙率。
權(quán)利要求
1.深層飽和砂土孔隙比現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試裝置，它包括三根等長(zhǎng)平行排列的不銹鋼探針(9)，其頂端均固定在環(huán)氧樹脂盒(5)內(nèi)并經(jīng)同軸電纜(1)與地面上的電磁波激發(fā)器和電磁波接收器連接，電磁波接收器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器連接；其特征在于1)三根等長(zhǎng)平行排列的不銹鋼探針(9)頂端均有小孔，用固定螺絲(8)將焊片(7)固定在不銹鋼探針(9)頂端，同軸電纜內(nèi)導(dǎo)體(10)焊接于排列在中間的不銹鋼探針(9)頂端的焊片(7)上，同軸電纜外導(dǎo)體(11)分別經(jīng)導(dǎo)線(6)連接于兩側(cè)的不銹鋼探針(9)頂端的焊片(7)上；2)在環(huán)氧樹脂盒(5)頂端裝有預(yù)置鋼管(4)，同軸電纜(1)從鋼管(4)中穿過，鋼管(4)下端兩側(cè)有兩個(gè)小孔，導(dǎo)線(6)從孔中引出分別與排列在兩側(cè)的不銹鋼探針(9)頂端的焊片(7)及同軸電纜外導(dǎo)體(11)連接，并用柔性材料(15)填充導(dǎo)線(6)與孔之間的空隙；預(yù)置鋼管(4)下端端部縱橫兩向焊接定位鋼片(14)；預(yù)置鋼管(4)上端用柔性材料(15)填充同軸電纜(1)與預(yù)置鋼管(4)之間的空隙，并用環(huán)氧樹脂(16)密封；預(yù)置鋼管(4)和不銹鋼探針(9)均固定于環(huán)氧樹脂盒(5)中；3)兩端帶螺紋的連接鋼管(2)經(jīng)對(duì)接頭(3)與預(yù)置于環(huán)氧樹脂盒中的預(yù)置鋼管(4)和連接鋼管(2)連接，可連續(xù)接長(zhǎng)至設(shè)定長(zhǎng)度；同軸電纜(1)從連接鋼管(2)和對(duì)接頭(3)中穿過。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種深層飽和砂土孔隙比現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試裝置。包括在現(xiàn)場(chǎng)深層土體中插入探頭，其三根等長(zhǎng)平行排列的不銹鋼探針插入土中，不銹鋼探針頂端固定于環(huán)氧樹脂內(nèi)并與同軸電纜連接。探頭經(jīng)預(yù)置于其頂部的帶螺紋鋼管與導(dǎo)管連接至地面。同軸電纜另一端與電磁波激發(fā)器和電磁波接收器連接；電磁波接收器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器連接。本發(fā)明可以現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量任何深度的飽和無粘性土孔隙比，且具有很好的抗壓性、抗拔性和防水性，具有原理明確、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01N23/00GK1731141SQ200510060568
公開日2006年2月8日 申請(qǐng)日期2005年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月30日
發(fā)明者陳云敏, 梁志剛, 馮衛(wèi), 陳仁朋, 陳赟, 張泉芳 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)