一种软土地质勘察方法与流程

1.本技术涉及土地勘察技术领域，更具体地说，涉及一种软土地质勘察方法。


背景技术：

2.软土一般是指天然含水量大、压缩性高、承载力低和抗剪强度很低的呈软塑、流塑状态的黏性土。软土是一类土的总称，并非指某一种特定的土，工程上常将软土细分为软黏性土、淤泥质土、淤泥、泥炭质土和泥炭等。
3.而软基勘察是指为论证各类土层作为天然地基的地质调查工作，软基包括：砂砾石、砂性土、粘性土、淤泥及黄土类土等地基。这些土层作为水工建筑物地基，主要问题有：承载力及抗剪强度低、渗透稳定性差、透水性强、遇水湿陷及振动液化等。软基勘察一般包括勘察任务、勘察内容、勘察方法和软基工程地质评价。
4.其中，静力触探是探测软土地的承载强度的常用勘察方法。现有的静力触探方法为：将一定规格的圆锥形探头借助机械匀速压入土地内，并测定探头阻力，从而实现探测勘察目的。
5.但是，针对上述中的相关技术，发明人认为还存在有探测精度不高的缺陷。


技术实现要素：

6.为了提升对软土地承载强度探测的精确度，本技术提供一种软土地质勘察方法。
7.本技术提供的一种软土地质勘察方法采用如下的技术方案：
8.一种软土地质勘察方法，包括步骤：s1、无人机测绘，采用无人机和无人机上的地质勘察探头拍摄方式勘测土地面积并判断土地类型；s2、选取勘测点，并清理勘测点上的地表杂质；s3、准备勘探设备，进行地面刮平，并在地面上开设定位坑；s4、静力触探；
9.在步骤s4中，采用多点位触探器，所述多点位触探器包括圆锥状的下压壳、活动安装于所述下压壳下端的锥形头、安装于所述锥形头和所述下压壳之间的竖向力检测单元、以及设置于下压壳锥形侧壁上的侧向力检测单元；所述竖向力检测单元用于检测锥形头受到的下压阻力，所述侧向力检测单元用于检测下压壳侧壁上传递的侧向压力。
10.通过上述技术方案，在静力触探步骤中，通过多点位触探器，检测下压壳下压过程中的竖向和侧向多点位的压力值，从而得以计算软土地的承载强度，相对于传统的单点检测的方式，检测精度更高。
11.进一步的，所述侧向力检测单元共设有四组，四组侧向力检测单元环绕所述下压壳的轴线均匀分布。
12.通过上述技术方案，通过四组侧向力检测单元检测下压壳侧壁上传递的侧向压力，计算下压壳受到的平均侧向压力，以校准软土地的承载强度。
13.进一步的，所述竖向力检测单元包括连接于所述锥形头顶面和所述下压壳底面之间的隔离套、设置于所述隔离套内的转动臂、固定于所述锥形头顶面上的伸缩套、固定于所述下压壳底面上的伸缩柱、套设于所述伸缩柱上的压力弹簧以及视觉检测机构；所述视觉
检测机构用于检测所述压力弹簧伸缩量以及所述转动臂的转动角度，以计算锥形头所受阻力。
14.通过上述技术方案，当下压壳以及锥形头下移时，锥形头受到阻力相对于下压壳上移，此时伸缩套相对于伸缩柱上移，使得压力弹簧被压缩，而转动臂也随锥形头和下压壳之间的间距变化而转动，视觉检测机构检测压力弹簧压缩率以及转动臂的转动角度，计算锥形头所受阻力，从而计算软土地的承载强度。
15.进一步的，所述视觉检测机构包括固定于所述伸缩套上端的距离传感器、固定于所述下压壳底面上的摄像头以及安装于下压壳底面上的存储模块；所述距离传感器和所述摄像头均与所述存储模块电连接，以传输检测电信号。
16.通过上述技术方案，距离传感器通过检测下压壳和锥形头之间的间距以检测压力弹簧的压缩量，而摄像头通过转动臂转动的图形数据得以综合计算出锥形头受到阻力的位移量，从而计算阻力值，有利于缓解压力弹簧由于金属疲劳而导致的检测精度下降的问题。
17.进一步的，所述隔离套上端与所述下压壳底部可拆卸安装，所述隔离套下端与所述锥形头顶部可拆卸安装。
18.通过上述技术方案，隔离套的设置，便于操作人员提取存储模块数据。
19.进一步的，所述下压壳外侧壁内凹成型有四个均匀分布的检测凹槽；所述侧向力检测单元包括固定于所述检测凹槽开口内的弹性膜、固定于所述弹性膜内侧表面上的检测板以及设置于所述检测凹槽内的压力传感器；所述检测板上端与所述检测凹槽内顶面转动连接；所述压力传感器设有多个，多个压力传感器沿所述检测板的长度方向排列；所述压力传感器包括对称设置的两个弧形应变片以及设置于两个所述弧形应变片之间的弹性块；所述弧形应变片两端分别与所述检测凹槽内壁以及所述检测板固定，所述弹性块一端与所述检测板固定，另一端与所述检测凹槽内壁固定；所述弧形应变片两端通过接线端子连接于所述存储模块内，用以存储并记录应变片的电阻变化。
20.通过上述技术方案，当下压壳下移时，下压壳的侧壁上受到泥土的阻力，此时检测板通过弹性膜被挤压，从而使得压力传感器上的弧形应变片弯曲变形，从而得以检测下压壳外侧受到的侧向压力。
21.综上所述，本技术包括以下至少一个有益技术效果：
22.(1)在静力触探步骤中，通过多点位触探器，检测下压壳下压过程中的竖向和侧向多点位的压力值，从而得以计算软土地的承载强度，相对于传统的单点检测的方式，检测精度更高；
23.(2)当下压壳以及锥形头下移时，锥形头受到阻力相对于下压壳上移，此时伸缩套相对于伸缩柱上移，使得压力弹簧被压缩，而转动臂也随锥形头和下压壳之间的间距变化而转动，视觉检测机构检测压力弹簧压缩率以及转动臂的转动角度，计算锥形头所受阻力，从而计算软土地的承载强度；
24.(3)距离传感器通过检测下压壳和锥形头之间的间距以检测压力弹簧的压缩量，而摄像头通过转动臂转动的图形数据得以综合计算出锥形头受到阻力的位移量，从而计算阻力值，有利于缓解压力弹簧由于金属疲劳而导致的检测精度下降的问题。
附图说明
25.图1为软土地质勘察方法的步骤示意图；
26.图2为多点位触探器的结构示意图；
27.图3为竖向力检测单元的结构示意图；
28.图4为图2中a处的放大示意图。
29.图中标号说明：
30.1、下压壳；11、检测凹槽；2、锥形头；3、竖向力检测单元；31、隔离套；32、转动臂；33、伸缩套；34、伸缩柱；35、压力弹簧；36、视觉检测机构；361、距离传感器；362、摄像头；363、存储模块；4、侧向力检测单元；41、弹性膜；42、检测板；43、压力传感器；431、弧形应变片；432、弹性块。
具体实施方式
31.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
32.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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技术和简化描述，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技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
33.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
34.以下结合附图对本技术作进一步详细说明。
35.本技术实施例公开一种软土地质勘察方法，请参阅图1，括步骤：
36.s1、无人机测绘，采用无人机和无人机上的地质勘察探头拍摄方式勘测土地面积并判断土地类型；
37.s2、选取勘测点，并清理勘测点上的地表杂质；
38.s3、准备勘探设备，进行地面刮平，并在地面上开设定位坑；
39.s4、静力触探。
40.参照图2，在步骤s4中，采用多点位触探器，多点位触探器包括圆锥状的下压壳1、活动安装于下压壳1下端的锥形头2、安装于锥形头2和下压壳1之间的竖向力检测单元3、以及设置于下压壳1锥形侧壁上的侧向力检测单元4。竖向力检测单元3用于检测锥形头2受到的下压阻力，侧向力检测单元4用于检测下压壳1侧壁上传递的侧向压力。侧向力检测单元4共设有四组，四组侧向力检测单元4环绕下压壳1的轴线均匀分布。
41.参照图3，竖向力检测单元3包括连接于锥形头2顶面和下压壳1底面之间的隔离套
31、设置于隔离套31内的转动臂32、固定于锥形头2顶面上的伸缩套33、固定于下压壳1底面上的伸缩柱34、套设于伸缩柱34上的压力弹簧35以及视觉检测机构36。视觉检测机构36用于检测压力弹簧35伸缩量以及转动臂32的转动角度，以计算锥形头2所受阻力。当下压壳1以及锥形头2下移时，锥形头2受到阻力相对于下压壳1上移，此时伸缩套33相对于伸缩柱34上移，使得压力弹簧35被压缩，而转动臂32也随锥形头2和下压壳1之间的间距变化而转动，视觉检测机构36检测压力弹簧35压缩率以及转动臂32的转动角度，计算锥形头2所受阻力，从而计算软土地的承载强度。视觉检测机构36包括固定于伸缩套33上端的距离传感器361、固定于下压壳1底面上的摄像头362以及安装于下压壳1底面上的存储模块363。距离传感器361和摄像头362均与存储模块363电连接，以传输检测电信号。距离传感器361通过检测下压壳1和锥形头2之间的间距以检测压力弹簧35的压缩量，而摄像头362通过转动臂32转动的图形数据得以综合计算出锥形头2受到阻力的位移量，从而计算阻力值，有利于缓解压力弹簧35由于金属疲劳而导致的检测精度下降的问题。隔离套31上端与下压壳1底部可拆卸安装，隔离套31下端与锥形头2顶部可拆卸安装。
42.参照图4，下压壳1外侧壁内凹成型有四个均匀分布的检测凹槽11。侧向力检测单元4包括固定于检测凹槽11开口内的弹性膜41、固定于弹性膜41内侧表面上的检测板42以及设置于检测凹槽11内的压力传感器43。检测板42上端与检测凹槽11内顶面转动连接。压力传感器43设有多个，多个压力传感器43沿检测板42的长度方向排列。压力传感器43包括对称设置的两个弧形应变片431以及设置于两个弧形应变片431之间的弹性块432。弧形应变片431两端分别与检测凹槽11内壁以及检测板42固定，弹性块432一端与检测板42固定，另一端与检测凹槽11内壁固定。弧形应变片431两端通过接线端子连接于存储模块363内，用以存储并记录应变片的电阻变化。当下压壳1下移时，下压壳1的侧壁上受到泥土的阻力，此时检测板42通过弹性膜41被挤压，从而使得压力传感器43上的弧形应变片431弯曲变形，从而得以检测下压壳1外侧受到的侧向压力。
43.在本实施例中，对于多点位触探器的调试，可结合多种不同强度的土地进行探测，以校准侧向力检测单元4以及竖向力检测单元3的检测参数，判断所测土地的承载强度所在区间。
44.本技术实施例一种软土地质勘察方法的实施原理为：在静力触探步骤中，通过多点位触探器，检测下压壳1下压过程中的竖向和侧向多点位的压力值，从而得以计算软土地的承载强度，相对于传统的单点检测的方式，检测精度更高。
45.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。