一种隧道地基承载力分析装置及分析方法与流程

本发明涉及工程检测设备，具体而言，涉及一种隧道承载力分析装置及分析方法。

背景技术：

1、在对隧道地基承载力检测过程中，多采用隧道地基承载力分析装置来检测地基承载力，隧道地基承载力分析装置是利用重力块自由下落产生的锤击能量，将推进头打入地基中，根据推进头所达到的深度判别地基土层的类别，确定隧道地基的承载力。

2、然而，在前续隧道地基承载力检测过程中，将推进头打入地基中会形成触探孔，其会破坏隧道地基的结构，且每次隧道地基承载力检测过程都会再次破坏隧道地基的结构，即下次检测时与前次检测时的隧道地基的结构不同，则会导致每次对隧道地基承载力进行检测时，隧道地基的结构均不同，其有可能导致对隧道地基的承载力分析出现偏差，无法保证对隧道地基承载力分析的精准度。

技术实现思路

1、本发明解决的问题是，如何减少隧道地基承载力检测过程对隧道地基的结构破坏，保证对隧道地基承载力分析的精准度。

2、为解决上述问题，本发明提供一种隧道地基承载力分析装置，包括支护组件、分析组件、辅助组件，所述分析组件包括第一装配机构、探测杆、第一限位块、重力块、推进头，所述第一装配机构连接于所述支护组件的上端，所述探测杆设置为杆状结构，且呈竖直状态，所述探测杆的上端滑动连接于所述第一装配机构，所述探测杆的下端固定连接有所述推进头，所述推进头用于在隧道地基上开设触探孔，所述第一限位块固定设置在所述探测杆上，所述重力块位于所述第一限位块的上方，且滑动连接于所述探测杆；

3、所述辅助组件包括第二装配机构、libs光谱仪、储料机构、注料机构，所述第二装配机构与所述支护组件的下端固定连接，所述libs光谱仪连接于所述第二装配机构，且用于对所述隧道地基的材质进行检测，所述储料机构和所述注料机构均连接于所述第二装配机构，所述储料机构将与所述触探孔内土层材质相同的材料转化为填充物，所述注料机构的一端与所述储料机构连通，另一端用于与所述触探孔连通。

4、本发明的技术效果：使用libs光谱仪对隧道地基的材质进行检测，则可以确定触探孔内需要填充的材料，以便于在储料机构内投入相应的材料，并由储料机构将相应的材料转化为填充物。在进行隧道地基分析力检测时，将重力块提升，在重力的驱动下重力块自由下落，当重力块接触到第一限位块时，会依次带动第一限位块、探测杆以及推进头向下运动，同时，推进头向下运动过程中，在隧道地基上开设触探孔，通过推进头贯入隧道地基所达到的深度，即触探孔的深度判别隧道地基土层的类别、隧道地基是否出现浅埋软弱下卧层或浅埋突出硬层、空洞，以此确定隧道地基的承载力。之后，再使用注料机构将储料机构内的填充物传输到触探孔内，以对触探孔进行填充、修复。由此，在对隧道地基承载力分析前对隧道地基的土层材质进行检测，以便于在隧道地基承载力分析后使用相同的土层材质对触探孔进行修复，则在进行后续隧道地基承载力分析过程中，可以减少前续检测隧道地基承载力分析过程对隧道地基的结构变化带来的影响，减少了后续隧道地基承载力分析结果的影响，从而保证了对隧道地基承载力分析的精准度。

5、同时，设置第一装配机构，可以使用第一装配结构对分析组件中的探测杆、第一限位块、重力块、推进头进行集成，便于将分析组件与支护组件进行连接；而设置第二装配机构，可以使用第二装配机构对辅助组件中的libs光谱仪、储料机构、注料机构进行集成，便于将辅助组件与支护组件进行连接。由此，通过驱动支护组件，可以同步带动分析组件和辅助组件，便于对隧道地基承载力分析装置进行使用。

6、可选地，所述第二装配机构包括第二装配板、第三装配板、第四装配板、第三电动推杆，所述第二装配板固定连接于所述支护组件的下端，所述第三电动推杆固定连接于所述第二装配板的上端，所述第三电动推杆的输出轴呈竖直状态，且穿过所述第二装配板并位于所述第一装配机构的下方，所述第三电动推杆的输出轴与所述libs光谱仪可拆卸连接；所述第四装配板位于所述第二装配板的上方，所述第三装配板位于所述第二装配板和所述第四装配板之间，所述第三装配板的两端分别与所述第二装配板、所述第四装配板固定连接，所述储料机构的上端与所述第四装配板固定连接，所述储料机构的下端穿过所述第二装配板，并与所述注料机构连通。

7、可选地，所述储料机构包括储料筒、密封盖、螺纹送料杆、第一电机、送料管、计量阀、抽料泵；所述储料筒的上端与所述第四装配板固定连接，下端穿过所述第二装配板，所述储料筒的上端开口，所述密封盖设置在所述储料筒的上端开口处，且与所述储料筒连接，所述储料筒的内壁下端设置有所述第一电机，所述第一电机的输出轴竖直设置，所述螺纹送料杆竖直设置，所述螺纹送料杆的一端与所述密封盖转动连接，另一端与所述第一电机的输出轴固定连接；所述送料管与所述储料管连通，所述送料管上串联有所述计量阀和所述抽料泵。

8、可选地，所述注料机构包括驱动部和两组注料壳体，所述驱动部包括包括驱动壳体、以及设置在所述驱动壳体内的两组第二电机、两组第一滑块、两组第一丝杆、联动杆、两组第三电机、第二丝杆；所述驱动壳体的一侧壁开设有调节槽，所述第二丝杆水平设置，且所述第二丝杆的两端分别与两组所述第三电机的输出端连接；两组所述第一滑块均螺纹连接在所述第二丝杆上，两组所述第一丝杆竖直设置，且所述驱动壳体的内壁底端滑动连接有两组所述第二电机，所述驱动壳体的内壁顶端滑动连接有两组所述第一滑块，两组所述第一丝杆的一端分别固定连接于两组所述第二电机的输出轴，两组所述第一丝杆的另一端分别转动连接在两组所述第一滑块，两组所述第一丝杆上均转动连接有联动杆，所述驱动壳体的内壁顶端对称固定连接有两组第三电机，两组所述第一滑块上均螺纹连接有第二丝杆，所述第二丝杆的两端分别与两组第三电机的输出端固定连接，两组所述联动杆的端部分别与两所述注料壳体固定连接。

9、可选地，所述支护组件包括第一框架、两组立杆、两组斜杆、第二框架，所述第二框架和所述第一框架分别位于上下两侧，两组所述立杆和两组所述斜杆均位于所述第一框架和所述第二框架之间，两组所述立杆和两组所述斜杆的两端分别与所述第一框架、所述第二框架固定连接；所述第一装配机构包括第一装配板、套筒，所述第一装配板嵌装在所述第二框架内，所述套筒为两端空心的管状结构，且呈竖直状态，所述探测杆的上端滑动连接于所述套筒；所述第二装配板嵌装在所述第一框架内。

10、可选地，所述支护组件还包括第一电动推杆、伺服电机、联动块，所述第一电动推杆固定连接在所述第二框架上，且其输出轴朝下设置，所述伺服电机与所述第一电动推杆的输出轴固定连接，所述伺服电机的输出轴水平设置，所述联动块与所述伺服电机的输出轴固定连接，所述重力块上开设有限位槽，所述联动块用于在所述伺服电机的驱动下进出所述限位槽。

11、可选地，所述分析组件还包括第一联动杆和第二联动套，所述第一联动杆的一端与所述第一限位块固定连接，另一端与所述第二联动套固定连接，所述第二联动套滑动套接于所述立杆。

12、可选地，所述分析组件还包括第二限位块、第二联动杆和第二联动套，所述第二限位块位于所述重力块的上方，且与所述探测杆固定连接，所述第二联动杆的一端与所述第二限位块固定连接，另一端与所述第二联动套固定连接，所述第二联动套滑动套接于所述立杆。

13、可选地，所述支护组件还包括第二电动推杆，所述第二电动推杆与所述第一电动推杆固定连接，所述套筒的外侧壁上开设限位孔，所述第二电动推杆的输出轴穿过所述限位孔并抵接在所述探测杆的外侧壁上。

14、本发明还提供一种隧道地基承载力分析方法，应用如上述所述的隧道地基承载力分析装置，包括以下步骤：

15、驱动支护组件运动到隧道地基所需检测的位置，同步带动与所述支护组件通过第一装配机构连接的辅助组件中的libs光谱仪运动到所述隧道地基所需检测的位置，并同步带动与所述支护组件通过第二装配机构连接的分析组件连接的探测杆运动到所述隧道地基所需检测的位置；

16、使用所述libs光谱仪对隧道地基的材质进行检测，并在所述辅助组件中连接在所述第一装配机构上的储料机构内存储与所述隧道地基的材质相同的材料，使用所述储料机构将所述隧道地基的材质相同的材料制成填充物；

17、将所述分析组件中套接在所述探测杆上的重力块提升到指定高度，再利用所述重力块的自由落体运动撞击所述分析组件中固定连接在所述探测杆上的第一限位块，带动所述探测杆向下运动，并带动所述分析组件中固定连接在所述探测杆下端的推进头向下运动，直至所述推进头在所述隧道地基上开设触探孔；

18、使用所述辅助组件中连接在所述第一装配机构上的注料机构将所述储料机构中的所述填充物传输到所述触探孔内，以对所述触探孔进行修复；

19、再次使用所述libs光谱仪对所述隧道地基的材质进行检测。

20、本发明的技术效果：由于隧道地基的承载力与隧道地基的材质有关联，在隧道地基承载力分析过程前使用libs光谱仪对隧道地基材质进行检测，在在隧道地基承载力分析过程后通过储料机构和注料机构对触探孔进行修复后，再使用libs光谱仪对隧道地基材质进行检测，当确认前后数据相同，则表示隧道地基的结构修复完好。由此，通过在隧道地基承载力分析过程前后，均使用libs光谱仪对隧道地基进行检测，可以进一步避免对前续隧道地基承载力的分析过程产生的隧道地基结构变化对后续隧道地基承载力的分析过程造成影响，并进一步保证了对隧道地基承载力分析的精准度。