适应堆石料逐层填筑的旁压试验预埋套管成孔设备

1.本实用新型涉及土工试验技术领域，具体是一种适应堆石料逐层填筑的旁压试验预埋套管成孔设备。


背景技术：

2.土石坝是水电开发中应用较为广泛的坝型之一，高土石坝筑坝料的力学特性直接影响到高土石坝的沉降变形和边坡稳定性能，因此高土石坝筑坝材料工程特性确定是筑坝的关键问题之一。由于筑坝堆石料颗粒尺寸较大，受仪器尺寸限制室内试验无法获得设计参数，因此原位测试是获得筑坝堆石料工程特性的主要技术手段。
3.原位测试中的旁压试验，是采用旁压器径向扩张对孔壁施加压力，使土体产生径向变形获得旁压模量参数，是目前成熟的原位测试方法，主要应用在碎石土、残积土、风化软岩、覆盖层中，但旁压试验直接应用到筑坝堆石料中，仍存在较大困难，主要是堆石料为散体材料，无胶结性，无法直接成孔，预钻式或自钻式成孔困难，钻进过程中遇到大颗粒块石无法钻穿，小颗粒块石塌孔严重，因此需要在筑坝堆石料中预埋套管成孔。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的上述不足，本实用新型提供一种适应堆石料逐层填筑的旁压试验预埋套管成孔设备。
5.本实用新型采用如下技术方案实现：
6.一种适应堆石料逐层填筑的旁压试验预埋套管成孔设备，包括多个可拆卸连接的套管、可插入套管内的封堵杆，所述套管是薄壁中空弹簧钢筒，所述套管的上端布置有套管上端螺纹，下端设有套管下端螺纹，上下相邻两段套管通过套管上端螺纹和套管下端螺纹进行螺纹连接，套管中间部位布置有多组对开缝，所述封堵杆是实心钢杆，所述封堵杆上端布置有封堵头，所述封堵头为实心圆锥体结构，所述封堵头的锥角为60度。
7.进一步的，所述套管中间部位布置有多组对开缝。
8.进一步的，所述对开缝的缝宽0.2mm，长度800mm。
9.进一步的，所述套管的外径60mm，内径50mm，壁厚5mm，长度1000mm。
10.进一步的，所述封堵杆的长度2500mm，直径49mm。
11.进一步的，所述封堵杆的直径比套管内径小2mm。
12.本实用新型在堆石料填筑过程中逐层预埋套管，套管通过螺纹连接后上下贯通，随堆石料填筑逐层增高，在堆石料中形成旁压试验预埋孔，可在分层碾压中实现预埋套管成孔，且不影响堆石料填筑质量，结构简单实用。
附图说明
13.图1是本实用新型中套管的剖面示意图；
14.图2是本实用新型中套管的俯视图；
15.图3是本实用新型中封堵杆的结构示意图；
16.图4是本实用新型的套管现场埋设示意图。
17.图中标记分述如下：1—套管上端螺纹；2—套管；3—对开缝；4—套管下端螺纹；5—封堵头；6—封堵杆内螺纹；7—封堵杆；8—填筑ⅰ区；9—填筑ⅱ区。
具体实施方式
18.下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述。
19.请参考图1
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3，本实用新型实施例提供一种适应堆石料逐层填筑的旁压试验预埋套管成孔设备，包括多个可拆卸连接的套管2、可插入套管2内的封堵杆7。所述套管2是薄壁中空弹簧钢筒，套管2的上端布置有套管上端螺纹1，下端设有套管下端螺纹4，上下相邻两段套管2可以通过套管上端螺纹1和套管下端螺纹4进行螺纹连接。套管2中间部位布置有多组对开缝3，当需要进行旁压试验时，旁压探头放置在套管2内部，套管2能随旁压探头在径向扩张压力作用下产生径向变形，对堆石料施加压力，从而获取堆石料旁压模量指标。在本实施例中所述套管2的外径60mm，内径50mm，壁厚5mm，长度1000mm，套管2中间轴对称布置8处对开缝3，对开缝3的缝宽 0.2mm，长度800mm。
20.所述封堵杆7是实心钢杆，直径比套管2内径小2mm，可插入在套管2内，预防套管2在堆石料碾压过程中挤压变形。封堵杆7上端布置有封堵头5，所述封堵头5为实心圆锥体结构，锥角为60度，实心圆锥体上端为尖角，可以在堆石料压密过程中将大颗粒块石挤压到周边，避免大颗粒块石直接作用在套管2顶端，造成套管2顶端损坏；封堵杆7下端设有封堵杆内螺纹6，可与套管2的套管上端螺纹 1拧紧。本实施例中所述封堵杆7的长度2500mm，直径49mm。
21.请继续参考图4，本实用新型实施例还提供一种适应堆石料逐层填筑的旁压试验预埋套管成孔方法，其采用上述设备进行，其中高土石坝堆石料是分层碾压，逐层填筑升高，假定当前填筑层为填筑i层，其上一层填筑层为填筑i+1层，每一填筑层细分为上部的填筑ⅰ区8 和下部的填筑ⅱ区9；所述方法包括如下步骤：
22.填筑i层填筑完成后，将填筑i层的填筑ⅰ区8进行人工开挖，将填筑i层的套管2中的封堵杆7拆卸，将填筑i+1层中套管2的套管下端螺纹4与填筑i层中套管2的套管上端螺纹1紧密连接，并在填筑i+1层的套管2中放置封堵杆7，将填筑ⅰ区8开挖料进行回填并压密，然后进行填筑i+1层的整层填筑碾压，在此过程中，套管2随填筑层的增加不断接长，堆石料填筑逐层增高，在堆石料中形成旁压试验预埋孔。封堵杆7的作用是防止堆石料压密过程中导致套管2径向收缩变形。所述的预留套管2长度，应与堆石料填筑层厚相同，当填筑层厚改变时，套管2长度应随之改变。
23.本实用新型在在堆石料填筑过程中逐层预埋套管2，套管2通过螺纹连接后上下贯通，随堆石料填筑逐层增高，在堆石料中形成旁压试验预埋孔。每层预埋时，套管2顶部低于填筑层表面高程，对堆石料碾压后在预埋套管2的接头位置开挖堆石料，进行套管2接长后，人工将开挖堆石料回填并振动密实，然后下一层堆石料填筑压密。
24.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变
化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。


技术特征：
1.一种适应堆石料逐层填筑的旁压试验预埋套管成孔设备，其特征在于：包括多个可拆卸连接的套管、可插入套管内的封堵杆，所述套管是薄壁中空弹簧钢筒，所述套管的上端布置有套管上端螺纹，下端设有套管下端螺纹，上下相邻两段套管通过套管上端螺纹和套管下端螺纹进行螺纹连接，套管中间部位布置有多组对开缝，所述封堵杆是实心钢杆，所述封堵杆上端布置有封堵头，所述封堵头为实心圆锥体结构，所述封堵头的锥角为60度。2.如权利要求1所述的适应堆石料逐层填筑的旁压试验预埋套管成孔设备，其特征在于：所述套管中间部位布置有多组对开缝。3.如权利要求2所述的适应堆石料逐层填筑的旁压试验预埋套管成孔设备，其特征在于：所述对开缝的缝宽0.2mm，长度800mm。4.如权利要求1所述的适应堆石料逐层填筑的旁压试验预埋套管成孔设备，其特征在于：所述套管的外径60mm，内径50mm，壁厚5mm，长度1000mm。5.如权利要求1所述的适应堆石料逐层填筑的旁压试验预埋套管成孔设备，其特征在于：所述封堵杆的长度2500mm，直径49mm。6.如权利要求1所述的适应堆石料逐层填筑的旁压试验预埋套管成孔设备，其特征在于：所述封堵杆的直径比套管内径小2mm。

技术总结
本实用新型提供一种适应堆石料逐层填筑的旁压试验预埋套管成孔设备，包括多个可拆卸连接的套管、可插入套管内的封堵杆，所述套管是薄壁中空弹簧钢筒，所述套管的上端布置有套管上端螺纹，下端设有套管下端螺纹，上下相邻两段套管通过套管上端螺纹和套管下端螺纹进行螺纹连接，套管中间部位布置有多组对开缝，所述封堵杆是实心钢杆，所述封堵杆上端布置有封堵头，所述封堵头为实心圆锥体结构，所述封堵头的锥角为60度。本实用新型在堆石料填筑过程中逐层预埋套管，套管通过螺纹连接后上下贯通，随堆石料填筑逐层增高，在堆石料中形成旁压试验预埋孔，可在分层碾压中实现预埋套管成孔，且不影响堆石料填筑质量，结构简单实用。结构简单实用。结构简单实用。


技术研发人员：程展林 左永振 潘家军 周跃峰 卢一为 饶锡保 赵娜 胡胜刚 徐晗 王艳丽 江洎洧 陈云 周欣华 谭凡 唐扬 张婷 罗泽权
受保护的技术使用者：长江水利委员会长江科学院
技术研发日：2021.01.20
技术公布日：2021/10/8