基于互联网的动力触探测试数据采集及成果实时传输装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及工程地质行业的互联网技术，特别涉及一种基于互联网的动力触探测试数据采集及成果实时传输装置，是对于岩土工程原位测试中动力触探(包括圆锥动力触探试验和标准贯入试验)中锤击次数N和贯入深度ΛΗ进行采集、计算和成果传输的自动装置。
【背景技术】
[0002]动力触探是岩土工程勘察中的一类原位测试方法，它可细分为“轻、中、重、超重”型四种圆锥动力触探(简称:0?1'，落锤质量分别为101^，281^，63.51^和1201^，落距分别为50cm，80cm，76cm和100cm)和标准贯入试验(简称:SPT，落锤质量为63.5kg，落距为76cm)，其中DPT和SPT的探头存在明显差异。该类原位测试是利用固定质量的落锤(能量固定)撞击与探杆相连接的标准规格(尺寸和形状等指标)的探头并使其贯入土(或松散岩)层中。土(或松散岩)层的物理力学性质特征决定了探头贯入土中的阻抗大小，这种阻抗大小可通过锤击次数N和贯入深度Ah进行定量化判别。诸多工程实践表明，同一地区土(或松散岩)层的物理力学性质具有一定的规律性，动力触探探头贯入固定深度的锤击次数N和贯入深度Ah与土层的特征具有紧密联系，因而，可以根据N值和AM直开展土 (松散岩)层基于经验的“力学分层”、“粘性土液性指数IL判断”、“花岗岩类岩石风化程度判断”、“土(粉土或碎石土)的密实度判断”和“承载力反算”等。
[0003]动力触探试验需要记录每贯入某固定深度的锤击数，而基本上的记录过程都是通过人工方式完成的。对岩土工程来讲，动力触探结果锤击数的真实性或准确性与工程质量和建设成本关系密切，但是，人工记录锤击数的过程十分繁琐且容易出错。随着经济的发展，工程建设的数量和速度均快速上升，全面开展动力触探工作过程的监督检查工作也越来越困难。
[0004]总的来看，目前动力触探测试工作面临的主要问题是:①试验结果的可观性、真实性难以保证;②原位的土 (或松散岩)层承载力信息无法在现场直接获取;③土 (或松散岩)层的物理力学信息无法在现场直接获取;④同一钻孔所穿越的多个地层信息离散;⑤动力触探测试成果的提供明显滞后;⑥单次锤击的贯入深度无法精确获取。
[0005]因此，岩土工程界迫切需要一种能够实现实时自动采集测试数据、报告编写及成果传输的自动化系统。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种可精确获取单次锤击的贯入深度、确保试验结果的准确性、能够直接获取原位的土 (或松散岩)层承载力信息和物理力学信息、可整合多个地层信息且及时提供动力触探测试成果的基于互联网的动力触探测试数据采集及成果实时传输装置。
[0007]本发明的上述目的可以通过以下方案实现:一种基于互联网的动力触探测试数据采集及成果实时传输装置，其特征在于:它包括设于触探杆上且位于穿心锤上方的触发按钮、与触发按钮相连的第一无线电信号发射器和超声波发射器、置于地面上的第二无线电信号发射器和超声波接收器、主要由控制模块、与控制模块相连的人机交互接口、输出模块、储存有工作区域内岩/ 土层典型指标的数据存储模块和网络通信模块组成的移动终端，穿心锤被牵引向上撞击触发按钮，同时触发第一无线电信号发射器和超声波发射器发射脉冲，移动终端接收第一无线电信号发射器发射的脉冲并记录累计脉冲数N，而超声波接收器则接收超声波发射器发射的脉冲并触发第二无线电信号发射器向移动终端发射脉冲，由移动终端接收该脉冲并计算和记录地表以上触探杆的高度Hn(其中η代表第N次)，累计脉冲数N和触探杆的高度H均储存在数据存储模块中；通过人机交互接口输入动力触探测试项目编号，控制模块对累计脉冲数N和触探杆的高度H进行计算并生成测试类型所要求的标准深度的累计锤击数N-1和贯入深度AHn-Kn-1代表第N-1次，SPHn-Hn),将根据相关规范所确定的贯入深度的累计锤击数Np (计算式:Np = N-1)和累计贯入深度hn—! (hn—! = ΔΗ1+ΔΗ2+ΔΗ3+……+ΛΗη)与工作区域内的典型岩/ 土层指标进行比对，计算出相应的岩/ 土层物理力学性质及承载力指标，再发送至输出模块，所述输出模块根据要求形成成果并输出至网络通信模块，所述网络通信模块通过互联网将成果实时传输给客户和技术审核人员进行审核。
[0008]本发明所述的控制模块可以根据需要调取各类已有标准数据(如工作区岩/土层信息、岩/ 土层性质指标和类似地层承载力数值等)，具有按照相关要求开展运算等控制功能。本发明所述的移动终端至少包括一与上述各模块连接的单片机，即该单片机为控制模块。
[0009]本发明所述的第二无线电信号发射器和超声波接收器设置在一底座上。
[0010]本发明可以对于岩土工程原位测试中动力触探(包括圆锥动力触探试验和标准贯入试验)中锤击次数N和贯入深度ΛΗ进行自动精确采集、计算和成果传输，能够及时提供动力触探测试成果。本发明可直接获取原位的土 (或松散岩)层承载力信息和物理力学信息，能够现场完成岩(土)层物理力学性质、状态和承载力的评价报告。本发明利用工作区域内的典型指标与实际的数据采集成果比对，并利用差值法反算出土层的物理力学性质及承载力指标，而且在动力触探测试过程中，同一钻孔往往会穿越多个性质存在明显差异的岩/土层，而这多个地层的信息也可能非常离散，通过本发明能够很好地整合多个地层信息，并以柱状图表的形式来表达。
[0011]作为本发明的一种实施方式，所述输出模块包括用于根据要求形成并输出所需图件的成图模块单元和用于形成岩/ 土层性质的评价报告的评价模块单元，所述评价模块单元将图件嵌入岩/ 土层性质的评价报告中形成成果。所述输出模块具有地层性质评价的功會K。
[0012]作为本发明的一种改进，所述移动终端还包括现场信息获取模块，所述现场信息获取模块与所述控制模块连接，所述现场信息获取模块由用于定位现场坐标的GPS定位模块、用于通过网络通讯模块自动获取联网时间的时间获取模块单元和用于拍照获取工作场地环境信息的图像采集模块组成，所述GPS定位模块和时间获取模块单元将现场坐标和时间自动嵌入由图像采集模块所拍摄的照片中形成图片再传输至网络通信模块，或者所述图片经过控制模块处理后传输至输出模块的成图模块单元，由成图模块单元将图片嵌入岩/土层性质的评价报告中。
[0013]作为本发明的一种实施方式，所述人机接口包括用于输入动力触探测试项目编号的输入模块单元和显示模块单元。所述输入模块单元采用键盘列阵。
[0014]作为本发明的一种实施方式，所述网络通信模块包括UART串口模块单元、WIFI通信模块单元和BT4.0蓝牙通信模块单元。根据需要还可以配置移动通讯模块单元(如GPRS、GSM、TBSCDMA或LTE等)和USB串口模块单元(如PC端USB或MICR0USB)。
[0015]作为本发明的一种实施方式，所述数据存储模块包括FLASH模块单元、EEPROM模块单元和DDRAM模块。根据具体需要还可以配置MIC