一种黏性土可塑性判别装置及其判别方法与流程

本发明涉及岩土工程勘察，尤其是一种黏性土可塑性判别装置及其判别方法。

背景技术：

1、钻探是目前岩土工程勘察的主要手段之一，对于土芯(土样)需现场判别其可塑性状态，可塑性状态是土体现场状态的重要指标之一。现有的判断方法为手指按压法，即在土芯剖切表面上用手指按压，形成一定深度的凹陷，进行经验判定。由于土样的种类、性状等情况较为复杂，故这项工作对于相关操作人员的专业能力和实践经验均有相当高的要求。同时，由于个人感官和认知上的差异，不同操作人员对于土样情况的描述，往往会出现无法相互参照和印证的情况，对勘察成果的可靠性造成一定影响。

2、目前未有市场化的现场判别土体可塑性状态的仪器，尚停留在研究和开发阶段。例如：公开号为210571674u的实用新型专利公开了一种简易黏性土可塑性判别装置，采用斜向透光缝透光的结果读取方式，将试锥克服土样抗剪力时发生的位移，转化为可视的信号，进而判断黏性土的可塑性情况。但是其无法给出精确的位移信息，且未配置制动装置，在规定时间后光带的位置还会持续变动。

3、公开号为cn104762944a的发明专利公开了一种黏性土可塑性现场判别仪及其现场判别方法，该装置有气囊、压力表、u形管等部件，实现代表黏性土可塑性的液性指数可视化。但其结构相对较为复杂，鉴定的指标与现行规范不对应，标定过程存在一定困难。同时，上述两种现有技术的仪器的垂直性和稳定性均欠佳，容易导致判别结果的失准。

技术实现思路

1、本发明的目的是根据上述现有技术的不足，提供了一种黏性土可塑性判别装置及其判别方法，通过对试锥贯入土芯的过程进行精确控制并配合小位移测量仪的精确测量，可准确反映试锥的贯入情况，进而提高黏性土可塑性判别的准确性。

2、本发明目的实现由以下技术方案完成：

3、一种黏性土可塑性判别装置，该装置包括可塑性判别仪和底座，其中所述可塑性判别仪安装在所述底座上，其特征在于：所述可塑性判别仪包括试锥、电磁制动器和小位移测量仪，所述试锥可与土芯接触并贯入土体，所述电磁制动器连接所述试锥并通过其启闭控制所述试锥的下落状态，所述小位移测量仪连接所述试锥以测量其位移。

4、所述可塑性判别仪与所述底座之间设置有高度调节件，使所述可塑性判别仪调整至水平且高度合理。

5、所述底座具有可伸缩的支撑腿，所述底座通过可伸缩的所述支撑腿高度可调。

6、所述底座由可展开的面板构成，相邻面板之间通过转轴铰接。

7、所述试锥的底部可拆卸的安装有配重块。

8、所述电磁制动器采用抱合式的两片刹车片，两片所述刹车片分别设置在两个支架上，所述两个支架之间可通过受控的励磁线圈产生磁力吸附并使两片所述刹车片抱合在所述试锥的外围使其停止下落。

9、所述试锥的上方设置有环形电磁铁，通过所述环形电磁铁的启闭控制所述试锥的下落，所述环形电磁铁安装在支架上，所述支架的高度可调整，使得所述试锥的高度可调整。

10、所述底座上设置有试锥导向管，所述试锥导向管位于所述电磁制动器的上方。

11、一种涉及上述黏性土可塑性判别装置的判别方法，其特征在于：所述判别方法包括以下步骤：

12、s1、根据工程特点，确定黏性土可塑性判别标准，选择合适的试锥配重块；

13、s2、将折叠的底座展开，放置在一条经过水平剖切的土芯上，使所述底座的中心线与所述土芯的中心线基本重合，通过支撑腿将所述底座调整水平；

14、s3、在所述土芯上选择合适的测点，将可塑性判别仪放置在所述底座上，移动至测点上方，通过高度调节件将所述可塑性判别仪调整至水平；

15、s4、调整支架高度，直至测试点处的土芯接触所述试锥的锥尖；

16、s5、通过环形电磁铁释放试锥，一定下落时间后，电磁制动器电路闭合，所述试锥在所述电磁制动器的抱合下停止下落；

17、s6、通过小位移测量仪读取所述试锥在下落时间内的入土深度值，根据该入土深度值判断所述土芯的测试点的可塑性状态。

18、再次测量时，试锥通过所述环形电磁铁吸回复位。

19、本发明的优点是：

20、1)实现黏性土可塑性状态的现场准确判别，避免了传统经验判定个人感官和认知上的差异，避免判别结果的失准；

21、2)采用了锥式仪法测定现场土芯可塑性，基本原理明确，鉴定的指标与现行规范对应，易于标定；

22、3)稳定性好，设置了稳定的底座，并在底座上设置了第二水准泡，在可塑性判别仪上设置了第一水准泡，保证判别准确性；

23、4)效率高，底座采用长条形设计，可以覆盖整条土芯，一次底座安置，根据土芯测试点的位置移动可塑性判别仪，可灵活获取整条土芯不同位置的可塑性；

24、5)自动化程度高，可以实现自动落锥和规定时间后的制动功能，小位移测量仪电子化精确显示试锥的入土深度。

技术特征：

1.一种黏性土可塑性判别装置，该装置包括可塑性判别仪和底座，其中所述可塑性判别仪安装在所述底座上，其特征在于：所述可塑性判别仪包括试锥、电磁制动器和小位移测量仪，所述试锥可与土芯接触并贯入土体，所述电磁制动器连接所述试锥并通过其启闭控制所述试锥的下落状态，所述小位移测量仪连接所述试锥以测量其位移。

2.根据权利要求1所述的一种黏性土可塑性判别装置，其特征在于：所述可塑性判别仪与所述底座之间设置有高度调节件，使所述可塑性判别仪调整至水平且高度合理。

3.根据权利要求1所述的一种黏性土可塑性判别装置，其特征在于：所述底座具有可伸缩的支撑腿，所述底座通过可伸缩的所述支撑腿高度可调。

4.根据权利要求1或3所述的一种黏性土可塑性判别装置，其特征在于：所述底座由可展开的面板构成，相邻面板之间通过转轴铰接。

5.根据权利要求1所述的一种黏性土可塑性判别装置，其特征在于：所述试锥的底部可拆卸的安装有配重块。

6.根据权利要求1所述的一种黏性土可塑性判别装置，其特征在于：所述电磁制动器采用抱合式的两片刹车片，两片所述刹车片分别设置在两个支架上，所述两个支架之间可通过受控的励磁线圈产生磁力吸附并使两片所述刹车片抱合在所述试锥的外围使其停止下落。

7.根据权利要求1所述的一种黏性土可塑性判别装置，其特征在于：所述试锥的上方设置有环形电磁铁，通过所述环形电磁铁的启闭控制所述试锥的下落，所述环形电磁铁安装在支架上，所述支架的高度可调整，使得所述试锥的高度可调整。

8.根据权利要求1所述的一种黏性土可塑性判别装置，其特征在于：所述底座上设置有试锥导向管，所述试锥导向管位于所述电磁制动器的上方。

9.一种涉及权利要求1-8中任一项所述黏性土可塑性判别装置的判别方法，其特征在于：所述判别方法包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的一种黏性土可塑性判别装置的判别方法，其特征在于：再次测量时，试锥通过所述环形电磁铁吸回复位。

技术总结
本发明涉及一种黏性土可塑性判别装置及其判别方法，包括可塑性判别仪和底座，可塑性判别仪具有试锥、电磁制动器、控制面板、小位移测量仪、环形电磁铁等部分，试锥可与土芯接触并贯入土体，电磁制动器连接试锥并通过其启闭控制试锥的下落状态，小位移测量仪连接试锥以测量其位移。本发明的优点是：可以根据土芯测试点的位置移动可塑性判别仪，灵活获取土芯不同位置的可塑性；基本原理明确，鉴定的指标与现行规范对应，易于标定；实现自动落锥和规定时间后的制动功能，通过小位移测量仪精确获取规定时间内试锥的下落高度，实现黏性土可塑性的现场判断；操作简单方便，可以快速准确判别现场黏性土的可塑性状态，避免了个人感官和认知上的差异。

技术研发人员：王其合,倪海江,郑晓慧,王俐瑶,张海满,郭洪涛
受保护的技术使用者：中铁上海设计院集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8