9.2 仪器设备

9.2.1 静力触探的仪器设备由贯入系统和探测系统两部分组成。贯入系统包括主机、探杆及反力设施;探测系统包括探头、量测仪器及探头标定设备。

9.2.2 主机的主要技术性能应符合下列要求:

1 单、双桥测试时贯入速率为(1.2±0.3)m/min;孔压测试时,标准贯入速率为20mm/s。

2 贯入和起拔时,施力作用线应垂直机座基准面,垂直度公差为30′。

3 额定起拔力不应小于额定贯入力的120%。

贯入设备贯入速率规定为(1.2±0.3)m/min是国际通用标准。对触探主机施力作用线的垂直度提出了控制标准,可减免探杆折断和缩小深度误差。

9.2.3 触探试验用的探杆应采用高强度无缝钢管,其屈服强度不宜小于600MPa,工作截面尺寸必须与触探主机的额定贯入力相匹配,并应符合下列规定:

1 用于同一台触探主机的探杆长度(含接头)应相同,其长度误差不得大于0.2%。

2 探杆弯曲度不得大于0.05%,并完整无损。

3 探杆两端螺纹轴线的同轴度公差为φ1.00mm,直径在2550mm之间。

4 探杆与接头的连接应有良好的互换性,探杆之间连接牢靠。

9.2.4 反力设施宜采用设备自重、地锚或堆载。应确保压入过程中设备不上下移动。

9.2.5 电阻应变式单桥、双桥探头应符合下列规定:

1 其规格及更新应符合附录D图D.0.3、表D.0.3和图D.0.4、表D.0.4的规定。

2 传感器的非线性误差、重复性误差、滞后误差和归零的允许误差均为±1.0%。

3 传感器的空载输出应在仪器平衡调节范围以内。

4 双桥探头的侧摩阻力传感器与锥头传感器传输信号相互不得干扰。

5 探头系统各部件反应灵敏,密封性能良好,绝缘电阻应大于500MΩ

6 锥头锥面应平整无凹陷,侧摩阻筒应无明显刻痕。

单、双桥探头的技术规格,是基于目前静力触探使用的现状拟订的。探头的锥底以上部位有一段圆柱形套筒,测得的(比)贯入阻力(Ps)包含了qcfs两种成分;双桥探头国内生产厂家较多,外形虽与国外流行探头相近或相同,但内部结构各异。结构上的差别主要表现在锥底有效面积比α不同,致使同一土层中qcfs时有差异。为此,将α值作为双桥探头的一项基本技术参数明确规定。

9.2.6 孔隙水压力静力触探探头必须符合下列规定:

1 探头线性、滞后误差应小于0.8%,重复性误差应小于0.5%,归零误差应小于0.5%。

2 探头使用温度范围应为-1040℃,温度零漂值应小于0.05%。

3 探头额定过载能力应不小于120%。

4 探头工作时,其内部几个传感器之间相互干扰应小于0.3%。

5 透水过滤器设锥尖、锥肩、锥后三个位置,按试验条件和要求可任意选用一个位置;孔压探头透水元件(过滤片)的设置位置,应符合下列规定:

1)过滤片置于探头锥面上时,过滤片中心或中心线距锥顶的距离应为0.50.8倍圆锥母线长度;

2)过滤片置于锥底全断面以上的圆柱面处时,过滤片的上表面距锥底面高度应小于10mm。

6 过滤片的渗透系数宜控制在(15)×10-5cm/s范围内。在组装好的孔压探头中,过滤片与相邻部件的接触界面应具有(110±5)kPa的抗渗压能力,过滤片应有足够的刚度和耐磨性。

7 满负荷水压条件下,孔压传感器应变腔的体(容)积变化量不大于4mm3,体变率应小于0.2%。

8 密封绝缘性能在2000kPa水压下,保压6h,桥路绝缘电阻应大于300MΩ

孔隙水压力静力触探探头过滤片的渗透系数推荐值为10-5cm/s级,相当于粉质黏土类的渗透系数。本规范采用此值,期望在粉土、黏土这类细粒土范围内有普遍的适用性。要求过滤片与相邻部件的接触面具有大于1个大气压的抗渗能力,是为防止孔压应变腔中的水在触探前便从接触缝隙中逸失而不饱和,达不到测试目的。

9.2.7 量测仪器可采用静探微机、静探自动记录仪和直显式静探记录仪,并应满足下列要求:

1 仪器显示的有效最小分度值小于0.06%。

2 仪器按要求预热后,时漂应小于0.1%,温漂应小于0.01%。

3 工作环境温度为-1045℃。

4 记录仪和电缆用于多功能探头时,应保证各传输信号互不干扰。

9.2.8 由标尺和位移指针组成的计深装置应符合下列要求:

1 标尺刻度为10cm,刻度误差小于5mm,积累误差不得大于标尺全长的0.2%。

2 标尺应与贯入工作杆平行,在整个试验中,相对于地面处于静止状态。

3 使用自动深度记录仪时,其误差不得大于1%。

9.2.9 标定设备应满足下列要求:

1 探头标定用的测力(压)计或力传感器,其公称量程不宜大于探头额定荷载的2倍,检测精度不得低于等标准测力计精度。

2 探头标定达满量程时,标定架各部杆件应稳定。标定孔压计的压力罐及压力检测装置密封性能良好。标定装置对力的传递误差应小于0.5%。

3 工作状态下,标定架的压力作用线应与被标定的探头同轴,其同轴度公差为φ0.5mm。

要求探头各项检测误差不大于1%,则必须用允许误差为0.3%0.5%的等标准测力计予以标定。