旋转冲击试验——静力触探和十字板试验的先锋
发布时间:2018-06-23

  

  概述

  旋转冲击试验早期是用来确定土体和岩石的分界面,它有很多种方法,这些方法是在Scandinavia发明的,如今最先进的方法是挪威总探测法和瑞典JB-Tot法,还有几种其它采用部分参数以及较少能量的方法,例如瑞典JB1法和JB2法。

  通过记录深度、贯入时间、驱动力、旋转速度、锤击力以及贯入速度,你可以得到各种土体包括岩石中的地层情况,并且可以确定在何处可以进行更深入的探测,例如静力触探和十字板试验。

  挪威总探测法

  这种方法是用来确定土层及其参数、距离岩石层的深度以及岩石的质量。这种方法可以用于穿透卵石层。钻机必须带有旋转功能的液压锤,安装在液压操纵架上,还需要有一套除污系统。44mm空心探杆的末端安装有一个57mm带排污喷嘴和单向阀门的钻头。

  

  挪威总探测法的57mm钻头

  

  GEORIG 707多功能钻机,可用于挪威总探测法

  通常用水进行排污,但是在天气非常寒冷或者无水可用的情况下,也可以空气进行排污。但是空气不可以用于非常敏感的粘土。钻机必须有一套数据采集系统和各种传感器,用于获取驱动力、深度、旋转、排污开关以及排污压力等参数。所用的冲击锤必须被记录,通过记录驱动速度、冲击能量、排污流速、扭矩和液压力,可以得到很多有价值的信息。

  钻杆的旋转速度为25转/分,以5 cm/s的稳定速度贯入,此时所需的驱动力和深度被记录下来。为了保持稳定的驱动速度,可能需要提高旋转速度。如果要穿过岩层或者坚硬层,可能要增加排污和冲击(液压锤)。这种情况下,需要施加稳定的8kN驱动力和25转/分的旋转速度。整个试验过程中所有的参数将会被记录下来,以及相关的观察要记录在试验报告中。

  卵石层或者坚硬层穿透之后,将钻杆上下活动几次,消除摩擦力。试验再继续,不再需要冲击和排污。试验要一直进行下去,直到最少探测到岩层内部3m方可终止(根据Scandinavian规范中的公路施工条款)。

  瑞典JB-Tot法

  瑞典JB-Tot法来源于挪威总探测法,但是稳定速度为2cm/s(与CPT相同),并且所需的发动机功率更小。因此瑞典原位勘察钻机更小并且更方便运输,尽管它们与高级仪器有相同的高度。

  

  紧凑的GEORIG 504,为瑞典情况和国际方法而设计

  这台钻机可以利用30kN的推力以20mm/s的速度贯入探杆。44mm R32螺纹空心探杆的末端安装有一个57mm带排污喷嘴和单向阀门的钻头。架子上必须安装有一个液压锤、一个旋转马达、排污接口。

  一套自动数据采集系统记录每50mm的直接参数:深度、每0.2m的贯入时间、驱动力、旋转速度、锤击力以及贯入速度;以及间接参数:旋转压力、扭矩、排污压力以及排污流速。

  静态贯入/旋转模式:短暂的预钻之后同时开始旋转(25转/分)和贯入(20mm/s)。如果阻力变得非常大以至于贯入速度不能保持,可以转换为冲击探测模式。

  冲击探测模式:保持贯入和旋转。开启排污和液压锤冲击,同时保持规定的贯入和旋转速度。

  如果穿透了一层卵石层或者坚硬土层,需要将钻杆上下活动几次,同时进行排污,目的是消除钻杆上的摩擦力。如果进入了一层较软的土层,调回到之前的静态贯入旋转模式。

  任何时候,你都应该将试验情况以及发现的情况记录到数据采集系统或者试验报告中。

  其它操作和补充操作示例:

  以稳定的速度向上稍稍提升探杆,同时保持旋转,目的是消除探杆上的摩擦力。

  增加旋转速度同时保持稳定贯入速度(可以获得更多土体信息)。

  开启排污(不冲击),同时保持稳定的贯入速度20mm/s以及旋转速度25转/分(可以获得更多土体信息)

  厂家简介:

  瑞典Geotech AB公司成立于1970年,由Peter Ortendahl和他的同伴们组建,公司的理念是使岩土工程部门的工作变得简单,以及将更精确的方法应用于岩土工程勘察。Geotech目前仍然由Ortendahl家族成员经营。目前,该公司是高级探头、钻机以及其它岩土工程原位测试设备首选制造商。

  它的产品支持着最前沿的探测技术,例如CPT、旋转冲击探测、重量探测、十字板试验、孔压监测以及电子水准测量。

  Geotech AB公司被公认为电子CPT/CPTU以及SCPT领域的技术领导者。探测过程中,无线探头不断将数据发送到地面,探测结果以图形的形式实时显示在操作者的电脑屏幕上。所有的数据自动存储在电脑中以及探头的备份存储器中,用于将来做分析。

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