圆锥动力触探试验改进装置的制作方法

本实用新型属于岩土工程勘察原位测试领域，涉及圆锥动力触探试验改进装置。

背景技术：

圆锥动力触探试探是岩土工程勘察中常规的原位测试方法之一，它是利用一定质量的落锤，以一定的高度自由落距将标准规格的圆锥探头击入土层中，根据探头贯入击数、贯入度或动贯入阻力判别土层变化，评价土的工程性质

目前市面上的圆锥动力触探试验装置，根据试验规范要求分为轻型、重型及超重型，分别为重量10kg、63.5kg、120kg的圆柱形穿心锤，现场需要根据不同的实验要求，更换不同的触探装置及相应重量的穿心锤，但由于锤体重量大、体积大，很不便于同时携带及整体更换，严重影响试验效率，且由于目前穿心锤形制为圆柱形，在自由落体过程中圆柱底面会产生较大的空气阻力，造成一定程度上的试验误差，降低试验结果的准确性。

技术实现要素：

本实用新型要解决的问题是在于提供圆锥动力触探试验改进装置，设置穿心锤组件，对基锤、中锤和钉锤进行拆分设置，并进行组合使用，满足多种规范要求的重量试验条件要求，具有很强的可移植性，真正做到一锤多用，解决原试验中设备笨重、空间占用大、更换麻烦等问题，同时，本设计可降低设备成本，提高现场人力施工效率，在更好满足规范要求的前提下，大大优化空间及使用效率。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：圆锥动力触探试验改进装置，包括设置在锤垫上端的穿心锤组件，所述穿心锤组件包括基锤、中锤和顶锤，所述基锤为倒置的t形，所述基锤包括锤头和导向杆，所述导向杆垂直设在所述锤头的上端面，所述导向杆的内部设有供垂垫通过的导向孔，所述导向杆的上端的外圈设有内凹的卡槽，卡槽与外部抓起穿心锤组件的抓钩对应设置；

所述中锤套设在所述导向杆的外圈，所述顶锤套设在所述导向杆的外圈且设在所述中锤的上端，所述卡槽向上突出所述顶锤的上端面设置。

进一步的，所述中锤的中部设有第一避位孔，所述导向杆设在所述第一避位孔内，所述中锤与所述导向杆间隙配合且二者的轴心重合设置。

进一步的，所述顶锤的中部设有第二避位孔，所述导向杆设在所述第二避位孔内，所述顶锤与所述导向杆间隙配合且二者的轴心重合设置，所述卡槽的下端面与所述顶锤的上端面重合设置。

进一步的，所述基锤、中锤和顶锤从上到下形成锥形结构。

进一步的，所述中锤的厚度是所述锤头后的2-2.2倍，所述顶锤的厚度是所述中锤厚度的1.02-1.1倍。

进一步的，所述锤头的外圈切线斜率从小到上依次增大，且最小斜率大于40度设置，所述锤头的最上端的直径是最下端直径的2-2.2倍。

进一步的，所述中锤的外圈切线斜率从小到上依次增大，且最下端的斜率大于所述锤头最上端的斜率设置，所述中锤的最上端的直径是最下端直径的1.3-1.7倍。

进一步的，所述顶锤的外圈切线斜率从小到上依次增大，且最下端的斜率大于所述中锤最上端的斜率设置，所述顶锤上端的斜率为90度，所述顶锤的最上端的直径是最下端直径的1.02-1.1倍。

进一步的，基锤、中锤和顶锤均采用铸铁材质制成，且外表面均设有防锈漆层，所述基锤的重量为8-12kg、中锤的重量为50-55kg，顶锤的重量为56-58kg。

进一步的，所述锤垫的下端依次设有上触探杆和下触探杆，所述下触探杆的外圈设有贯入器，所述贯入器的上端向上延伸到所述上触探杆的下部设置，所述贯入器的下端设有贯入器头，所述贯入器的下部设有出水孔。

与现有技术相比，本实用新型具有的优点和积极效果如下。

1、本实用新型设置基锤、中锤和顶锤，形成组合式的穿心锤组件，进行组合式实用，一锤可满足多种规范要求的重量，轻型、重型及超重型的试验条件要求，具有很强的可移植性，解决原试验中设备笨重、更换麻烦等问题，减少设备成本，提供试验效率，在更好满足规范要求的前提下，大大优化空间及使用效率；

2、本实用新型的基锤、中锤和顶锤形成锥形提结构，减小穿心锤组件自由下落中空气阻力，降低能耗损失，减小原位试验误差，结构设计合理紧凑；

3、本实用新型设置基锤、中锤和顶锤的参数避开，形成外形顺畅的锥形，施力更加均衡，保证重心的一致性，而且使得结构更加的紧凑，避免整体的外部尺寸相对传统的结构有较大的变化，操作方便快捷。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型穿心锤组件与锤垫配合的结构示意图；

图2是本实用新型基锤的结构示意图；

图3是本实用新型中锤的结构示意图；

图4是本实用新型顶锤的结构示意图；

图5是本实用新型圆锥动力触探试验改进装置的结构示意图。

附图标记说明：

10、穿心锤组件；11、基锤；111、锤头；112、导向杆；113、导向孔；114、卡槽；12、中锤；121、第一避位孔；13、顶锤；131、第二避位孔；2、锤垫；3、上触探杆；4、贯入器；5、下触探杆；6、出水孔；7、贯入器头。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细说明。

如图1-图5所示，本实用新型为圆锥动力触探试验改进装置，设置在锤垫2上端的穿心锤组件10，穿心锤组件10包括基锤11、中锤12和顶锤13，基锤11为倒置的t形，基锤11包括锤头111和导向杆112，导向杆112垂直设在锤头111的上端面，导向杆112的内部设有供垂垫通过的导向孔113，导向杆112的上端的外圈设有内凹的卡槽114，卡槽114与外部抓起穿心锤组件10的抓钩对应设置；

中锤12套设在导向杆112的外圈，顶锤13套设在导向杆112的外圈且设在中锤12的上端，卡槽114向上突出顶锤13的上端面设置，方便进行抓取。

优选地，中锤12的中部设有第一避位孔121，导向杆112设在第一避位孔121内，中锤12与导向杆112间隙配合且二者的轴心重合设置，优选地，顶锤13的中部设有第二避位孔131，导向杆112设在第二避位孔131内，顶锤13与导向杆112间隙配合且二者的轴心重合设置，卡槽114的下端面与顶锤13的上端面重合设置，此结构可方便中锤12和顶锤13的快速组合和叠加，结构简单，操作方便。

优选地，基锤11、中锤12和顶锤13从上到下形成锥形结构，减少阻力。

优选地，中锤12的厚度是锤头111后的2-2.2倍，顶锤13的厚度是中锤12厚度的1.02-1.1倍；更优选地，锤头111的外圈切线斜率从小到上依次增大，且最小斜率大于40度设置，锤头111的最上端的直径是最下端直径的2-2.2倍；优选地，中锤12的外圈切线斜率从小到上依次增大，且最下端的斜率大于锤头111最上端的斜率设置，中锤12的最上端的直径是最下端直径的1.3-1.7倍；更优选地，顶锤13的外圈切线斜率从小到上依次增大，且最下端的斜率大于中锤12最上端的斜率设置，顶锤上端的斜率为90度，顶锤13的最上端的直径是最下端直径的1.02-1.1倍，设置以上参数后，保证基锤11、中锤12和顶锤13形成外形顺畅的锥形，施力更加均衡，保证重心的一致性，而且使得结构更加的紧凑，避免整体的外部尺寸相对传统的结构有较大的变化，操作方便快捷。

优选地，基锤11、中锤12和顶锤13均采用铸铁材质制成，成本低，硬度高，且外表面均设有防锈漆层，可延长使用寿命，避免外部使用被氧化的概率，基锤11的重量为8-12kg、中锤12的重量为50-55kg，顶锤13的重量为56-58kg，满足轻、重和超重的组合使用需求。

优选地，锤垫2的下端依次设有上触探杆3和下触探杆5，下触探杆5的外圈设有贯入器4，贯入器4的上端向上延伸到上触探杆3的下部设置，贯入器4的下端设有贯入器头7，贯入器4的下部设有出水孔6，垂垫下端的结构为市场先有有的动力触探实验仪的结构，在动力的作用下，贯入器头7带动贯入器4向土质的下层移动，上触探杆3和下触探杆5一起向下移动，完成整体的向下移动和触探实现，本申请的创新的整体结构的压力施加上，即可穿心锤组件10部分的改进。

在实际使用的过程中，包括基锤11、中锤12和顶锤13组成一个整体近圆锥形的穿心锤组件10，类似子弹头式结构，减小空气阻力，且在导向杆112的上端设置卡槽114，方便实验过程中抓钩抓起穿心锤进行自由落体实验，不同的搭配组合可满足不同的实验要求，单独使用01为轻型触探试验，01+02为重型触探试验，01+02+03为超重型触探试验。

使用时，在需要进行轻型圆锥动力触探试验时，放上基锤11即可满足试验要求重量；在需要进行重型圆锥动力触探试验时，在基锤11部上套入中锤12部即可满足试验要求重量；在需要进行超重型圆锥动力触探试验时，在基锤11部和中锤12部的基础上套入上锤部即可满足试验要求，操作简便且节省空间。

制造时，应保证导向孔113内部圆筒筒壁的光滑及和导向杆112的贴合度，既不能太紧也不能过松，保证导向杆112与中锤12和顶锤13间隙配合，使用过程中可向导向杆112的外圈涂抹润滑挤，以减小摩阻力。

本申请减小穿心锤组件10自由下落中空气阻力，降低能耗损失，减小原位试验误差；本申请的穿心锤组件10为组合式，一锤可满足多种规范要求的重量，轻型、重型及超重型的试验条件要求，具有很强的可移植性，解决原试验中设备笨重、更换麻烦等问题，减少设备成本，提供试验效率，在更好满足规范要求的前提下，大大优化空间及使用效率。

以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。