一种砂层密实度检测装置及其检测方法与流程

本申请涉及砂层密实度检测的领域，尤其是涉及一种砂层密实度检测装置及其检测方法。

背景技术：

砂层密实度检测的方法有钢筋贯入试验法、灌砂（水）法、环刀法、贯入仪测定法、轻型动力触探、标准贯入试验。

目前，大多采用钢筋贯入试验法检测砂层密实度。钢筋贯入试验法是用直径为20mm，长度1250mm的平头钢筋，举至离砂层面700mm自由下落，然后测量贯入度。钢筋贯入度大小来衡量砂垫层的质量，以不大于通过试验所确定的贯入度为合格。

在上述的现有技术中，测量结果的误差性较大，同样的条件下，相同的两次实验的结果会存在较大的差异。

技术实现要素：

为了提高砂石密实度测量的精准度，本申请提供一种砂层密实度检测装置及其检测方法。

第一方面，本申请提供一种砂层密实度检测装置，采用如下的技术方案：

一种砂层密实度检测装置，包括

平头钢筋，所述平头钢筋的直径为20mm，长度为1250mm；

支撑架体，所述支撑架体可移动至砂层测试区；

释放组件，所述释放组件安装在所述支撑架体上，所述释放组件与多个竖直设置的所述平头钢筋连接，连接后的所述平头钢筋距离砂层测试区的高度为700mm，所述释放组件可释放所述平头钢筋，释放后的所述平头钢筋自由下落贯入至砂层测试区。

通过采用上述技术方案，在同一条件下，通过支撑架体使得平头钢筋距砂石层表面的垂直距离为700mm，一次进行多个平头钢筋的释放，测量每一平头钢筋贯入砂石层的贯入度，提高了检测效率，减少了人为误差，提高了砂石密实度检测的精准度。

优选的，所述支撑架体上设置有水平设置的安装板，所述安装板朝向地面的一侧设置有测距仪，所述测距仪可测量到地面的竖直距离；

所述释放组件安装在所述安装板上，所述支撑架体的顶部设置有与测距仪电连接的调节件，所述调节件与所述安装板连接，所述测距仪配合所述调节件调节所述安装板的高度，使得所述平头钢筋距地高度为700mm。

通过采用上述技术方案，支撑架体放置到砂层测试区内时，可能存在平头钢筋距地高度不等于700mm，导致测量的数值出现较大误差，影响砂层的质量评定；通过测距仪配合调节件，调节安装板的位置，使得平头钢筋距离砂层的高度为700mm，保证了砂石密实度检测的精准度。

优选的，所述调节件可以为电缸、气缸或伺服电机控制丝杆转动的任一种。

通过采用上述技术方案，电缸、气缸或伺服电机控制丝杆转动的方式均能够实现对安装板平稳且快速的进行调节，以保证平头钢筋距离砂层的高度为700mm。

优选的，所述释放组件包括电磁铁，所述电磁铁通电后产生磁性，吸附所述平头钢筋的顶部，所述电磁铁断电后，所述平头钢筋自由下落。

通过采用上述技术方案，电磁铁通电后产生的磁性能够实现对平头钢筋的吸附，使得平头钢筋能够保持在竖直状态，电磁铁断电后，能够瞬间失去磁性，平头钢筋做自由落体运动，保证砂石密实度测量的精准度。

优选的，所述释放组件包括夹持气缸，所述夹持气缸通气后，所述夹持气缸的拨动梢张开或合闭，释放或夹持所述平头钢筋的端部。

通过采用上述技术方案，夹持气缸能够稳定对平头钢筋进行夹持，夹持气缸的拨动梢张开时，不对平头钢筋有作用力，平头钢筋做自由落体运动，保证砂石密实度测量的精准度。

优选的，还包括清洁组件，所述清洁组件安装在所述支撑架体上，所述清洁组件清理所述平头钢筋上的砂子；所述清洁组件包括连接环和擦拭件，所述连接环安装在所述支撑架体上，所述擦拭件安装在所述连接环的内部。

通过采用上述技术方案，擦拭件对平头钢筋表面的砂石进行清理，避免了平头钢筋表面的砂石影响到实验结果。

优选的，所述支撑架体上设置有夹持所述平头钢筋的夹持件，所述支撑架体上设置有驱动所述连接环上下运动的驱动件，所述连接环上下运动，所述擦拭件擦除所述平头钢筋上的砂子。

通过采用上述技术方案，平头钢筋较重，手持平头钢筋，对平头钢筋表面清理，费时费力，平头钢筋被夹持件夹持固定，驱动件驱动连接环运动，擦拭件对平头钢筋表面进行清理，快速完成清理作业。

优选的，所述支撑架体上设置有挡风件，所述挡风件透明设置。

通过采用上述技术方案，挡风件可避免了环境中存在的风速对平头钢筋造成影响，保证了平头钢筋贯入砂层的贯入度，进一步保证砂石密实度测量的精准度。

第二方面，本申请提供一种砂层密实度检测方法，采用如下的技术方案：

一种砂层密实度检测方法，包括以下步骤：

s1、选取砂层，使得砂层测试区的砂层表面处于水平；

s2、移动支撑架体至砂层试验区，将平头钢筋安装在支撑架体上的释放组件上；

s3、调节平头钢筋与砂层测试区的竖直距离为700mm；

s4、释放组件释放平头钢筋，平头钢筋贯入至砂层测试区；

s5、测量平头钢筋的贯入度，并记录数据；

s6、清理平头钢筋上的砂子；

s7、移动支撑架体于旁边的砂层试验区，并将平头钢筋安装在支撑架体上的释放组件上，重复步骤s3、s4、s5和s6；

s8、去除数据中的最小值和最大值，确定平头钢筋贯入砂层的贯入度，确定砂层的质量是否合格。

通过采用上述技术方案，首先确保砂层处于水平，之后将支撑架体移动至砂层测试区，平头钢筋安装在释放组件上时，确保平头钢筋距离砂层表面的高度为700mmm，进行多组实验并记录实验数据，每次试验后，均需要清理平头钢筋表面的砂石，最后，通过实验数据确定砂层的质量，通过工具，提高了检测效率，减少了人为误差，提高了砂石密实度检测的精准度。

优选的，平头钢筋贯入砂层的实验次数至少为三组。

通过采用上述技术方案，实验次数至少设置为三组，确保了足够多的测量数据，计算平头钢筋贯入砂层的贯入度，从而确定砂层的质量。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.在同一条件下，使得平头钢筋距砂石层表面的垂直距离为700mm，一次进行多个平头钢筋的释放，测量并记录每一平头钢筋贯入砂石层的贯入度，从而提高了检测效率，减少了人为误差，提高了砂石密实度检测的精准度；

2.测距仪配合调节件，调节安装板的位置，使得平头钢筋距离砂层的高度为700mm，确保砂石密实度检测的精准度；

3.待清理的平头钢筋固定后，驱动件驱动清理组件对平头钢筋清理，从而确保后续实验数据的精准度；挡风件的设置，避免了环境因素对平头钢筋的影响，进一步保证砂石密实度测量的精准度。

附图说明

图1是本申请实施例1的结构示意图；

图2是本申请实施例1中电磁铁吸附平头钢筋的结构示意图；

图3是本申请实施例1中夹持气缸夹持平头钢筋的结构示意图；

图4是本申请实施例2的流程框图。

附图标记说明：1、平头钢筋；2、支撑架体；21、万向轮；22、支撑杆；23、连接杆；24、推手；3、释放组件；31、电磁铁；32、夹持气缸；4、安装板；5、测距仪；6、调节件；7、清洁组件；71、连接环；72、擦拭件；8、夹持件；9、驱动件；10、挡风件。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种砂层密实度检测装置及其检测方法。

实施例1：

如图1所示，砂层密实度检测装置包括平头钢筋1、支撑架体2和释放组件3。支撑架体2可移动至砂层测试区，释放组件3安装在支撑架体2上，释放组件3与多个竖直设置的平头钢筋1连接，连接后的平头钢筋1距离砂层测试区的高度为700mm，释放组件3可释放平头钢筋1，释放后的平头钢筋1做速度为零的自由落体运动，贯入至砂层测试区。其中，平头钢筋1的直径为20mm，长度为1250mm。

一般的，释放组件3可与三个或四个平头钢筋1连接，在本实施例中，释放组件3连接三个平头钢筋1。在同一条件下，一次进行三个平头钢筋1的贯入砂层实验，提升效率，提高了砂石密实度检测的精准度。

如图2所示，释放组件3在释放平头钢筋1时，不对平头钢筋1产生作用力。释放组件3可设为电磁铁31，电磁铁31安装在支撑架体2的顶部，电磁铁31与平头钢筋1一一对应设置。电磁铁31通电时，能够产生强力磁性，对平头钢筋1进行磁吸固定，平头钢筋1呈竖直状态。断电后电磁铁31的磁性能够瞬间消失，平头钢筋1能够做自由落体运动。

如图3所示，另外，释放组件3也可设为夹持气缸32，夹持气缸32安装在支撑架体2的顶部，夹持气缸32与平头钢筋1一一对应设置。夹持气缸32通气后，夹持气缸32的拨动梢张开或合闭；夹持气缸32的拨动梢相互合闭，对平头钢筋1进行夹持固定，夹持气缸32的拨动梢相互张开，对平头钢筋1进行释放，平头钢筋1能够做自由落体运动。

同样的，释放组件3也可设置为其他结构，实现对平头钢筋1的固定以及释放动作，使得平头钢筋1能够做速度为零的自由落体运动，直至平头钢筋1接触砂层，平头钢筋1贯入砂层中。通过上述方式，实现平头钢筋1的释放，均涵盖在本申请的保护范围之内。

支撑架体2放置在砂层测试区后，会发生平头钢筋1距离砂层测试区表面的距离不等于700mm的现象，导致平头钢筋1贯入到砂层测试区的结果出现较大误差，从而影响到砂层质量的评定。

如图1所示，因此，为了保证平头钢筋1与砂层测试区的距离始终保持在700mm，在支撑架体2上安装有水平设置的安装板4，安装板4朝向地面的一侧固定安装有测距仪5，测距仪5可测量到地面的竖直距离，从而确定平头钢筋1与砂层测试区之间的距离。释放组件3安装在安装板4底面，支撑架体2的顶部安装有与测距仪5电连接的调节件6，调节件6与安装板4连接。

具体的，调节件6可以为电缸、气缸或伺服电机控制丝杆转动的任一种，通过上述方式带动安装板4上下运行，测距仪5确定平头钢筋1与砂层测试区的距离后，确定与标准距离700mm的差值，调节件6带动安装板4移动的距离等于上述差值，从而确保平头钢筋1与砂层测试区之间的距离为700mm。

为了保证安装板4在运行过程中的稳定性，支撑底架上安装有与安装板4导向配合的引导件，相应的，引导件可以为引导杆或引导滑轨的任一种，在此不进行过多的阐述。

继续如图1所示，另外，为了确保检测的准确性，需要确定足够多的实验数据，进行多次实验，每次试验后，均需对平头钢筋1进行清理，保证平头钢筋1表面处于洁净状态。因此，砂层密实度检测装置还包括清洁组件7。

清洁组件7安装在支撑架体2上，清洁组件7清理平头钢筋1表面粘附的砂子以及大颗粒物质。具体的，清洁组件7包括连接环71和擦拭件72，连接环71安装在支撑架体2上，擦拭件72可拆卸安装在连接环71的内部。擦拭件72可为硬质海绵层或毛刷。

上述方式为清洁组件7固定后，通过人力移动平头钢筋1对平头钢筋1进行清理，由于平头钢筋1自身长且重，清理平头钢筋1的过程费时费力，极为不便。因此，可通过机械化取代人力的方式对平头钢筋1表面进行清理。

继续如图1所示，具体的，支撑架体2上安装有夹持平头钢筋1的夹持件8，使得平头钢筋1处于竖直状态。夹持件8可设为夹爪气缸，实现对平头气缸的快速夹持固定，同时便于取出平头钢筋1。支撑架体2上安装有驱动连接环71上下运动的驱动件9，驱动件9可设为伺服电机往复驱动丝杆运行的方式，带动连接环71上下运动，擦拭件72擦除平头钢筋1上的砂子，快速完成清理作业。

继续如图1所示，另外，由于环境中会存在气流运动，会对实验结果造成一定的干扰，因此需要消除环境中存在的不定因素，尽量保证实验结果的精准性。在支撑架体2上按安装有挡风件10，挡风件10使得支撑架的一侧具有一缺口，缺口位于背风侧，便于取放平头钢筋1，其中，挡风件10透明设置，为abs塑料板件或薄膜。

继续如图1所示，在本实施例中，支撑架体2包括万向轮21、支撑杆22、连接杆23和推手24；支撑杆22体呈竖直状态，至少设置为三根，连接杆23依次连接支撑杆22，形成架体结构，万向轮21安装在支撑杆22的底部，且与支撑杆22一一对应设置，推手24安装在连接杆23上，推手24位于支撑架体2的缺口处。

本申请实施例一种砂层密实度检测装置的实施原理为：

通过调节件6对平头钢筋1的位置进行调节，使得平头钢筋1与砂层表面的垂直距离为700mm；避免环境的干扰，在同一条件下，一次同时释放位于释放组件3上的多个平头钢筋1，测量并记录每一平头钢筋1贯入砂石层的贯入度，从而提高了检测效率，减少了人为误差；另外，可对平头钢筋1进行机械清理，清理平头钢筋1表面的砂子和大颗粒物质，确保形成多组精准的实验数据，从而提高了砂石密实度检测的精准度。

实施例2：

如图4所示，砂层密实度检测方法包括以下步骤：

s1、选取砂层，通过工件使得砂层测试区的砂层表面处于水平状态。

s2、检测人员握住支撑架体2上的推手24，将支撑架体2移动至砂层试验区，并对支撑架体2进行锁定，紧接着检测人员将平头钢筋1一一对应安装到释放组件3上，使得平头钢筋1处于竖直状态。

s3、通过安装板4上的测距仪5测量安装板4与砂层测试区之间的距离，确定平头钢筋1与砂层测试区之间的距离，调节件6自动对安装板4的位置进行调节，使得平头钢筋1与砂层测试区的竖直距离为700mm。

s4、确定平头钢筋1的位置后，通过操作释放组件3完成平头钢筋1的一次性释放动作，平头钢筋1做速度为零的自由落体运动，直至平头钢筋1接触砂层测试区，并贯入至砂层测试区。

s5、逐一测量平头钢筋1在砂层测试区的贯入度，并记录数据，数据可记录到移动终端上。

s6、完成一次试验后，通过夹持件8对平头钢筋1进行竖直固定，驱动件9驱动连接环71往复上下运动，清理平头钢筋1表面的砂子，以便于进行下一次实验。

s7、一次试验后，移动支撑架体2于旁边的砂层试验区，并将清洁后的平头钢筋1一一对应安装到释放组件3上，接着重复步骤s3、s4、s5和s6。

s8、去除数据中的最小值和最大值，确定平头钢筋1贯入砂层的贯入度，确定砂层的质量是否合格，通过工具，提高了检测效率，减少了人为误差，提高了砂石密实度检测的精准度。

在本实施例中，平头钢筋1贯入砂层的实验次数至少为三组，确保了足够多的测量数据，计算平头钢筋1贯入砂层的贯入度，从而确定砂层的质量。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。