旋转触探技术 简介

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1、静力触探的发展今天我们所使用的静力触探试验，二十年代起源于荷兰，当时形象地称为圆锥贯入试验（CPT）。期原理是基于将探头匀速压入土中并根据油压表读数而推求得其阻力，有双重探杆的系统可以推求得锥尖阻力和局疗摩擦力。上世纪七十年代，电子式传感器被应用到探头上来，例如常见的电阻应变式传感器，可以直接测量锥尖阻力等等参数并用配套仪器记录之。    自从电脑被广泛应用以来，CPT亦进入另一层次之发展阶段，已可以通过标准程序进行控制，从而得到迅速而精确的结果，静力触探试验近几年的研究得到很大的发展。    静力触探试验（CPT）得出圆锥贯入阻力与侧壁摩阻力，并可测

2、量土层中孔隙水压力、地电阻率、温度等。根据静力触探试验资料可进行：（1）土层判断和土层分类；（2）推测OCR（超固结比）及其随深度的变化；（3）求粘土的不排水剪切强度；（4）求土层的压密系数和渗透系数；（5）求土层的临界贯入阻力和临界液化剪应力（评价土层液化用）；（6）确定单桩承载力等等。静力触探连续贯入技术    静力触探试验给岩土工程勘察和原位试验提供了一种有效的方法，但常常丢失软弱薄夹层的信息，而这些薄夹层往往是岩土工程师非常关心的。    传统静力触探需要一套活塞将探头压入土层中。然后当活塞每次结束向下行程后向上返回时测试即被中断，一直要等到活

3、塞回复到顶部位置再次向下贯入，这个过程中，整米间隔处的细粒土薄层的数据会因消散效应或者摩阻力的累积而丢失或者受到影响。    而解决这一问题的办法，人们想到了连续贯入，要实现连续贯入需要解决的三个技术前提是：无电缆数据传输入技术、加接探过程中贯入过程不间断、探杆实现自动加接。1.数据传输技术    光学无电缆静力触探技术为实现连续贯入的数据传输提供了保障。2.加接探杆过程中贯入过程不间断    这些年来为了达到向下连续贯入的目的而出现过很多种的设计，直到现在才给出了一个简便的解决方案，实现了这些功能及完美技术：基于“分程”工作模式的各自都装备了液压夹具

4、的双活塞贯入系统。    连续贯入触探最大特点就在于液压夹具系统，它是整个测试系统的重要部分。    其工作模式是：    在向下运动过程中由上部夹具自动夹住探杆，并根据其行程距离的终结而自动释放，并且夹紧功能自动交由下部液压夹具来承担。液压夹具的夹持直径范围是可调的。它可以安装在各种触探车上。3.实现自动加接探杆    加接探杆由全自动探杆操作系统自动完成。由机械手从探杆贮存架取下探杆，并安置于前一根探杆的顶部，然后由安装在上梁上的自动丝扣施紧装置将探杆拧紧，而此过程中探杆仍然不中断地继续贯入。    静力触探连续贯入技术，使得：（1）不会因加接探杆

5、丢失整米间隔处的薄层地层信息；（2）避免因整米间隔加接探杆造成的土体收缩摩阻力累积影响；（3）不会形成消散而影响孔隙水压力测试。    2002年初，第一台全自动连续贯入静力触探系统已经正式投入使用，经实证明其性能及测试精度可靠、使用方便、节省时间。旋转触探技术适用于黏性土、砂类土土层中，是一种测试精度准确可靠的全新深层原位测试技术，旋转触探技术是铁道第三勘察设计院集团有限公司在开发与研究无缆静力触探的基础上，研制成功旋转触探钻头，在静力触探车上增设使探头旋转的动力及给水设备，在钻头旋转钻进过程中测量：1.钻头贯入阻力；2.钻头旋转扭矩；3.排土水压力

6、等参数，并且储存在杆件中的储存元件中，待触探完成后，把记录数据回放到地面的接收仪器中，最后根据这些旋转触探参数与深度的关系曲线反应地层性质的变化实现深孔触探。旋转触探技术现在已取得了很大的技术突破，它的勘探深度已达85m，通过测定地层对探头的压力、扭矩、水压力等参数，可以判定地层物理力学性质的变化，可准确进行地质分层，既保留了静力触探方法原位测试的优点，又解决了触探深度问题。该成果主要包括：1.     旋转触探技术的开发与应用研究科研报告。2.     旋转触探技术专用贯入设备样机。3.     地下数据采集、存储系统设备样机。4.     地上数据

7、接收系统设备样机。5.     旋转触探测试数据后处理应用软件。6.     已经取得的三项国家实用新型专利。