一、产品概述
TD50123-GR型手动标准贯入仪是鬼谷子论坛资料库手机版依据GB/T 50123-2019《土工试验方法标准》中标准贯入试验要求,同时符合SL237-1999《土工试验规程》(SL237-045-1999标准贯入试验)研发的专业检测设备。该仪器属于动力触探仪类型之一,其核心区别在于采用标准规格的圆筒形对开管式贯入器(由两个半圆管合成的取土器,又称贯入器)替代传统圆锥形探头,通过一定锤击动能将贯入器打入钻孔孔底土层,依据30cm深度的锤击数N₆₃.₅(简称贯入锤击数)评定土层变化及土的物理力学性质,广泛应用于砂土、粉土、黏土等原位土层的工程地质勘察与评价。
二、适用标准
主要依据:GB/T 50123-2019《土工试验方法标准》(标准贯入试验章节)
兼容标准:SL237-1999《土工试验规程》(SL237-045-1999标准贯入试验)
三、产品特点与结构组成
1.产品特点
原位测试精准:通过标准贯入器直接获取钻孔孔底土层信息,真实反映土的天然状态力学特性;
手动操作灵活:采用手动控制落锤装置(穿心锤质量63.5kg±0.5kg,落距76cm±2cm),适配现场复杂环境;
适配性强:贯入器采用对开圆筒式设计(便于取土与观察),严格符合国家标准规格,确保测试结果可比性;
安全可靠:配备锤垫与导向杆,减少锤击冲击对设备的损伤,保障操作人员安全。
2.主要结构组成
标准贯入试验系统由标准贯入器、落锤(穿心锤)、钻杆、锤垫及导向装置等核心部件组成(具体结构见图2.1)。
(1)标准贯入器(关键部件)
由刃口形贯入器靴、对开圆筒式贯入器身、贯入器头三部分构成(规格参数见表2.2):
贯入器靴:刃口角度18°~20°,长度50~76mm,靴壁厚1.6mm(便于切入土层);
贯入器身:对开圆筒结构(便于取出土样),长度>500mm,外径51±1mm,内径35±1mm(核心测试段);
贯入器头:长度175mm,与钻杆连接传递锤击力;
附加设计:内部含钢球(辅助导向)、排水孔(平衡孔内外水压),顶部设钻杆接头(连接钻杆)。
(2)其他仪器设备
落锤(穿心锤):钢质锤体,质量63.5kg±0.5kg,需配备自动落锤装置(确保锤击能量稳定),落距76cm±2cm;
钻杆:直径42mm,抗拉强度>600MPa,轴线直线度误差≤±0.1%(保证锤击力垂直传递);
锤垫:钢质承压垫(附导向杆),总质量≤30kg(缓冲锤击冲击,保护设备);
导向装置(可选):孔口导向器(确保穿心锤中心施力,减少偏心误差)。
四、技术参数(关键指标)
项目 | 参数详情 |
贯入器规格 | 外径51±1mm,内径35±1mm,长度>500mm;刃口角度18°~20°,靴壁厚1.6mm |
落锤质量 | 63.5kg±0.5kg |
落距 | 76cm±2cm |
锤击速率 | 15击/分钟~30击/分钟(推荐) |
标准贯入深度 | 累计打入30cm的锤击数N₆₃.₅(核心指标) |
适用土层 | 原位砂土、粉土、黏土(流塑软黏土除外) |
钻杆直径 | 42mm(抗拉强度>600MPa) |
五、操作步骤
1.试验前准备
(1)钻孔要求
试验孔采用回转钻进成孔,确保孔壁垂直、完整;
当试验土层位于地下水位以下时,孔内水位应略高于地下水位(避免涌砂、坍孔),必要时下套管或采用泥浆护壁;
注意:下套管时,套管底部不得进入试验土层(防止影响贯入阻力测试结果)。
(2)清孔与贯入器检查
钻至试验土层标高以上15cm处停止,清除孔底残土(避免扰动试验土层);
检查贯入器各部件(刃口、筒身、接头)是否完好,拧紧钻杆接头,确保贯入器、钻杆、导向杆连接后垂直度符合要求(孔口可加导向器辅助定位)。
2.贯入试验流程
(1)贯入器放置
将贯入器缓慢放入孔内至试验土层顶面,避免冲击孔底;
测定贯入器放入后的深度,确保残土厚度≤10cm(减少表层扰动土影响)。
(2)锤击贯入
采用自动落锤法(或手动控制落锤装置),保持锤击速率15击/分钟~30击/分钟;
先将贯入器轻打入土层15cm(预压阶段,不记录锤击数);
继续贯入并记录每打入10cm的锤击数,累计打入30cm的总锤击数即为标准贯入击数N₆₃.₅(核心指标);
特殊情形处理:若遇密实土层,当锤击数已达50击但贯入深度未达30cm时,停止强行贯入,记录此时50击对应的贯入深度ΔS(m),后续按公式N₃₀=0.3N₀/ΔS换算为等效30cm锤击数(N₀为50击总锤击数)。
(3)取土与记录
贯入30cm(或等效深度)后,旋转钻杆提出贯入器,取出器内土样进行鉴别、描述(如颜色、颗粒组成、密实度等)及长度测量;
对需保存的土样进行包装、编号,供后续室内试验使用;
记录每10cm阶段的锤击数、总贯入深度、试验土层特征及异常情况。
(4)重复试验
按上述步骤依次进行下一深度的贯入试验(通常每隔1.0m~2.0m进行一次);
对土质不均匀土层(如夹层、透镜体发育),需增加试验点密度(如加密至0.5m~1.0m一点)。
六、计算、制图与记录
1.标准贯入击数换算(特殊情形)
当锤击数达到50击但贯入深度未达30cm时,等效30cm锤击数N₃₀按下式计算:
N30=ΔS0.3N0
式中:
N30——等效30cm深度的标准贯入锤击数;
N0——实际锤击数(如50击);
ΔS——对应锤击数N0的贯入深度(m,需转换为米单位)。
2.结果表达与制图
击数-深度关系曲线:以深度标高(H)为纵坐标,锤击数(N)为横坐标绘制曲线,直观反映土层力学性质随深度的变化规律;
记录格式:试验数据需按GB/T 50123-2019附录D表D.78(或SL237-045-1999对应表格)规范填写,包括试验点编号、孔深、贯入器类型、锤击数、土样描述等信息。
七、注意事项
安全操作:落锤装置需专人操作,试验时人员远离锤击区域,防止意外伤害;
土层适应性:严禁对流塑状态软黏土层进行标准贯入试验(易导致结果失真);
孔壁保护:钻进过程中避免孔壁坍塌或涌砂,影响贯入器正常贯入;
垂直度控制:贯入器、钻杆必须保持垂直(偏差≤1%),否则会导致锤击能量偏心,测试结果不可靠;
设备维护:试验后及时清理贯入器内残土,检查刃口与筒身磨损情况,定期校准落锤质量与落距;
数据可靠性:锤击速率需严格控制在15~30击/分钟,过快或过慢均会影响贯入阻力的真实性。
八、维护与保养
日常清洁:每次试验后,用软布擦拭贯入器内外壁残土,检查刃口是否钝化(必要时打磨修复);
部件检查:定期检查钻杆直线度、贯入器密封性及落锤装置灵活性,磨损超标的部件及时更换;
存放要求:长期不用时,将贯入器、钻杆等部件干燥存放(避免锈蚀),落锤装置置于安全位置。