1.本发明涉及静力触探领域，具体来说，涉及一种便于拆卸且适用于深海区域的海上静力触探用探头。


背景技术：

2.孔隙水压力静力触探是二十世纪七十年代末八十年代初在国际上兴起的一种新型原位测试技术。它将测量孔隙水压力的元件与标准静力触探探头结合，使之在量测锥尖阻力，侧壁摩擦力的同时，量测出贯入过程中产生的土的超孔隙水压力。孔压静力触探可用于划分土层，判定土层类别，查明软硬夹层及土层在水平和垂直方向的均匀性，评价地基土的工程特性。目前大部分深水原位孔压设备需面临以下潜在的问题：分辨率与量程的矛盾(即量程大则分辨率低，而分辨率高则量程小，无法兼顾)、精度较低、不能原位校准等。
3.针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

4.针对相关技术中的问题，本发明提出一种便于拆卸且适用于深海区域的海上静力触探用探头，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
5.本发明的技术方案是这样实现的：
6.一种便于拆卸且适用于深海区域的海上静力触探用探头，包括锥头和连接锥头的锥杆，所述锥杆上设有孔隙水压力检测装置，所述锥杆内设有中空的水压腔，所述锥杆上设置有透水孔，所述水压腔内部形成第一水腔和第二水腔，所述透水孔和所述第一水腔之间通过第一管道连接，所述第二水腔上通过第二管道与外界连通，所述孔隙水压力检测装置包括将所述水压腔分隔成密封腔室的第一膜片和第二膜片，所述水压腔内设置有固定在所述第一膜片和所述第二膜片之间的差压测量元件，所述第一膜片上设置有绝压测量元件，所述透水孔内和所述第二管道另一端部均设有滤水机构，所述锥杆上位于所述透水孔处设有变形柱，所述变形柱上安装有阻力传感器，所述变形柱上开设有安装槽，所述阻力传感器通过密封组件安装在所述变形柱上，所述锥杆上套接有副变形柱，所述副变形柱上套接有摩擦套筒，所述副变形柱上安装有摩擦传感器，所述锥杆位于所述锥头的边缘处安装有温度传感器和地磁传感器，所述温度传感器和所述地磁传感器上分别导线与外界的处理装置连接，所述锥头位于所述锥杆的一端开设有若干个同一水平面上的定位孔，所述锥杆底端固定设有与所述定位孔相匹配的定位杆，所述定位杆和所述锥头上设有相对应的螺纹孔，所述锥头上的所述螺纹孔与所述定位孔内部相通，所述螺纹孔内配设有螺栓。
7.进一步的，所述滤水机构包括与所述透水孔和所述第二管道相匹配的安装筒，所述安装筒材质铝合金，所述安装筒为圆形t状，所述安装筒外表面为螺纹状，所述透水孔内壁和所述第二管道内壁均为内螺纹状，所述安装筒内部依次安装有第一弧形过滤网、过滤板和过滤棉层，所述第一弧形过滤网和所述过滤板之间设有若干个隔板，相邻的所述隔板之间均固定设有横向设计的过滤横板。
8.进一步的，所述锥杆上开设有供所述变形柱插入的安装槽，所述密封组件包括开设在所述变形柱上的密封槽，所述阻力传感器固定在安装板，所述安装板位于所述变形柱的一侧固定设有插入筒，所述密封槽内壁粘贴有与所述插入筒外表面相匹配的密封圈，所述密封槽内固定设有副插入筒，所述插入筒内壁粘贴有与所述副插入筒外表面相匹配的副密封圈。
9.进一步的，所述锥杆内部开设有供所述导线布置的导线穿槽，所述锥杆上开设安装所述温度传感器和所述地磁传感器的传感器槽，所述温度传感器和所述地磁传感器安装在对应的副安装板，所述副安装板的一侧固定设有套入筒，所述传感器槽内壁粘贴有与所述套入筒外表面相匹配的橡胶垫，所述传感器槽内固定设有副套入筒，所述套入筒内壁粘贴有与所述副套入筒外表面相匹配的副橡胶垫。
10.进一步的，所述导线的另一端部固定套设有圆柱套，所述锥杆上开设有与所述导线穿槽相匹配的密封腔，所述密封腔上匹配设有盖板，所述盖板通过螺钉固定在所述密封腔内，所述盖板和所述圆柱套上设有相匹配的密封贯穿机构。
11.进一步的，所述密封贯穿机构包括所述盖板上的贯穿槽，所述圆柱套插入所述贯穿槽内，且所述圆柱套外表面套设有橡胶圈，所述圆柱套外表面上开设有圆筒，所述盖板内侧面开设有供所述圆柱套插入的圆槽，所述圆筒外表面和所述圆筒内表面均设有副橡胶圈。
12.进一步的，所述圆筒上固定设有安装片，所述安装片配合螺钉安装在所述盖板内侧面上。
13.进一步的，所述盖板底端固定设有密封筒，所述密封腔内壁粘贴有与所述密封筒外表面相匹配的防水垫圈，所述密封筒内壁通过细杆固定设有副密封筒，所述密封筒内壁粘贴有与所述副密封筒外表面相匹配的防水垫圈。
14.进一步的，所述锥头上开设有若干个凹陷区，所述凹陷区内均匀设置有刀片，所述刀片的刀口为向外弧形突出结构，所述锥头上开设有与所述凹陷区相通的过屑槽。
15.本发明提供了一种便于拆卸且适用于深海区域的海上静力触探用探头，有益效果如下：
16.在透水孔和第二管道属于进水，因此在透水孔内和第二管道内端口处设计滤水机构，防止水杂质进入堵塞探头，工作时，土壤中的孔隙水由滤水机构进入，经由探头头部的透水孔和第一管道，作用于第一膜片上，静水压力由探头尾部的第二管道进入，作用于第二膜片上，在第一膜片和第二膜片设置量程小但精度高的差压测量元件，由于两侧数值很大的静水压力相互抵消，因此时测量静水压力与孔隙水压力的差值，为了测量探头贯入时的阻力，因此设计阻力传感器，为了检测探头侧壁的摩擦力，因此设计的摩擦传感器对产生的侧壁摩擦进行检测；
17.注意，螺栓包括螺杆和配合的螺母，锥头上的螺纹孔两端均为扩口状，为了方便螺杆插入后，其螺杆的头部插入螺纹孔的扩口内部，避免螺栓头部漏出，设置的螺母也是一样的，螺母也会紧紧陷入另一头螺纹孔的扩口内，避免螺母漏出，锥头和锥杆为可拆卸安装，因此后续需要更换时非常的方便，温度传感器和地磁传感器，可实时测量钻入土层温度和地磁，实现静力触探探头的多功能化。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1是根据本发明实施例的一种便于拆卸且适用于深海区域的海上静力触探用探头的主视图；
20.图2是根据本发明实施例的一种便于拆卸且适用于深海区域的海上静力触探用探头的阻力传感器安装示意图；
21.图3是根据本发明实施例的一种便于拆卸且适用于深海区域的海上静力触探用探头的安装筒示意图；
22.图4是根据本发明实施例的一种便于拆卸且适用于深海区域的海上静力触探用探头的锥头和锥杆安装示意图；
23.图5是根据本发明实施例的一种便于拆卸且适用于深海区域的海上静力触探用探头的传感器安装示意图；
24.图6是根据本发明实施例的一种便于拆卸且适用于深海区域的海上静力触探用探头的圆柱套示意图；
25.图7是根据本发明实施例的一种便于拆卸且适用于深海区域的海上静力触探用探头的盖板安装示意图。
26.图中：
27.1、锥头；2、锥杆；3、水压腔；4、透水孔；5、第一水腔；6、第二水腔；7、第一管道；8、第二管道；9、密封腔室；10、第一膜片；11、第二膜片；12、差压测量元件；13、绝压测量元件；14、变形柱；15、阻力传感器；16、过屑槽；17、副变形柱；18、摩擦套筒；19、摩擦传感器；20、温度传感器；21、地磁传感器；22、导线；23、定位孔；24、定位杆；25、螺纹孔；26、螺栓；27、安装筒；28、第一弧形过滤网；29、过滤板；30、过滤棉层；31、隔板；32、过滤横板；33、密封槽；34、安装板；35、插入筒；36、密封圈；37、副插入筒；38、副密封圈；39、导线穿槽；40、传感器槽；41、副安装板；42、套入筒；43、橡胶垫；44、副橡胶垫；45、密封腔；46、盖板；47、贯穿槽；48、橡胶圈；49、圆筒；50、圆槽；51、副橡胶圈；52、密封筒；53、防水垫圈；54、副密封筒；55、防水垫圈；56、凹陷区；57、刀片；58、圆柱套。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做出进一步的描述：
30.实施例一：
31.请参阅图1-7，根据本发明实施例的一种便于拆卸且适用于深海区域的海上静力触探用探头，包括锥头1和连接锥头1的锥杆2，所述锥杆2上设有孔隙水压力检测装置，所述
锥杆2内设有中空的水压腔3，所述锥杆2上设置有透水孔4，所述水压腔3内部形成第一水腔5和第二水腔6，所述透水孔4和所述第一水腔5之间通过第一管道7连接，所述第二水腔6上通过第二管道8与外界连通，所述孔隙水压力检测装置包括将所述水压腔3分隔成密封腔室9的第一膜片10和第二膜片11，所述水压腔3内设置有固定在所述第一膜片10和所述第二膜片11之间的差压测量元件12，所述第一膜片10上设置有绝压测量元件13，所述透水孔4内和所述第二管道8另一端部均设有滤水机构，所述锥杆2上位于所述透水孔4处设有变形柱14，所述变形柱14上安装有阻力传感器15，所述变形柱14上开设有安装槽，所述阻力传感器15通过密封组件安装在所述变形柱14上，所述锥杆2上套接有副变形柱17，所述副变形柱17上套接有摩擦套筒18，所述副变形柱17上安装有摩擦传感器19，所述锥杆2位于所述锥头1的边缘处安装有温度传感器20和地磁传感器21，所述温度传感器20和所述地磁传感器21上分别导线22与外界的处理装置连接，所述锥头1位于所述锥杆2的一端开设有若干个同一水平面上的定位孔23，所述锥杆2底端固定设有与所述定位孔23相匹配的定位杆24，所述定位杆24和所述锥头1上设有相对应的螺纹孔25，所述锥头1上的所述螺纹孔25与所述定位孔23内部相通，所述螺纹孔25内配设有螺栓26。
32.实施例二：
33.如图3所示，所述滤水机构包括与所述透水孔4和所述第二管道8相匹配的安装筒27，所述安装筒27材质铝合金，所述安装筒27为圆形t状，所述安装筒27外表面为螺纹状，所述透水孔4内壁和所述第二管道8内壁均为内螺纹状，所述安装筒27内部依次安装有第一弧形过滤网28、过滤板29和过滤棉层30，所述第一弧形过滤网28和所述过滤板29之间设有若干个隔板31，相邻的所述隔板31之间均固定设有横向设计的过滤横板32。
34.通过本发明的上述方案，有益效果：注意，安装筒27安装时，安装筒27直接螺纹套在透水孔4内壁和第二管道8的端口内，水先通过第一弧形过滤网28进行过程，然后通过隔板31，将过滤后的水进行分隔成若干份，再通过过滤横板32进行精细的过滤，最后通过过滤板29和过滤棉层30进行后续水的过滤，从而对进入水压腔的水压过滤，防止杂质进入堵塞探头。
35.实施例三：
36.如图2所示，所述锥杆2上开设有供所述变形柱14插入的安装槽，所述密封组件包括开设在所述变形柱14上的密封槽33，所述阻力传感器15固定在安装板34，所述安装板34位于所述变形柱14的一侧固定设有插入筒35，所述密封槽33内壁粘贴有与所述插入筒35外表面相匹配的密封圈36，所述密封槽33内固定设有副插入筒37，所述插入筒35内壁粘贴有与所述副插入筒37外表面相匹配的副密封圈38。
37.通过本发明的上述方案，有益效果：变形柱14插入安装槽内，再另配螺钉进行安装，安装板34配合螺钉安装在密封槽33内，密封圈36包裹插入筒35外表面，副密封圈38包裹副插入筒37外表面，因此安装有密封效果好，对阻力传感器15进行密封安装。
38.实施例四：
39.如图5所示，所述锥杆2内部开设有供所述导线22布置的导线穿槽39，所述锥杆2上开设安装所述温度传感器20和所述地磁传感器21的传感器槽40，所述温度传感器20和所述地磁传感器21安装在对应的副安装板41，所述副安装板41的一侧固定设有套入筒42，所述传感器槽40内壁粘贴有与所述套入筒42外表面相匹配的橡胶垫43，所述传感器槽40内固定
设有副套入筒，所述套入筒42内壁粘贴有与所述副套入筒外表面相匹配的副橡胶垫。
40.通过本发明的上述方案，有益效果：导线22布置在导线穿槽39，然后将副安装板41安装在传感器槽40内，橡胶垫43包裹套入筒42的外表面，此时副橡胶垫则会包裹住副套入筒外表面，因此保证温度传感器20和地磁传感器21安装后的密封性。
41.实施例五：
42.如图5-6所示，所述导线22的另一端部固定套设有圆柱套58，所述锥杆2上开设有与所述导线穿槽39相匹配的密封腔45，所述密封腔45上匹配设有盖板46，所述盖板46通过螺钉固定在所述密封腔45内，所述盖板46和所述圆柱套58上设有相匹配的密封贯穿机构，所述密封贯穿机构包括所述盖板46上的贯穿槽47，所述圆柱套58插入所述贯穿槽47内，且所述圆柱套58外表面套设有橡胶圈48，所述圆柱套58外表面固定套设有圆筒49，所述盖板46内侧面开设有供所述圆筒49插入的圆槽50，所述圆筒49外表面和所述圆筒49内表面均设有副橡胶圈51，所述圆筒49上固定设有安装片，所述安装片配合螺钉安装在所述盖板46内侧面上。
43.通过本发明的上述方案，有益效果：导线22布置在导线穿槽39，其导线另一端穿出锥杆2，也就是穿出密封腔45上，与外界部件进行连接，导线22的另一端外表面设置圆柱套58，圆柱套58插入贯穿槽47内，圆柱套58外表面的橡胶圈48也会插入贯穿槽47内，起到贯穿后的密封性，圆筒49端口也会插入圆槽50内，圆筒49外表面和内表面的副橡胶圈51与圆槽50内壁进行接触，然后安装片配合螺钉进行固定在盖板46内侧面上，然后再安装盖板46，该设计，在拆卸盖板46后，再拆卸圆柱套58和盖板46，因此便于取出温度传感器20和地磁传感器21，导线从导线穿槽39内抽出，便于传感器进行更换或者损坏时维修。
44.实施例六：
45.如图7所示，所述盖板46底端固定设有密封筒52，所述密封腔45内壁粘贴有与所述密封筒52外表面相匹配的防水垫圈53，所述密封筒52内壁通过细杆固定设有副密封筒54，所述密封筒52内壁粘贴有与所述副密封筒54外表面相匹配的防水垫圈55。
46.通过本发明的上述方案，有益效果：盖板46通过螺钉安装在密封腔45内，防水垫圈53包裹住密封筒52外表面，防水垫圈55则会包裹住副密封筒54外表面，因此盖板46安装后，其密封效果好，表面产生渗水。
47.实施例七：
48.如图4所示，所述锥头1上开设有若干个凹陷区56，所述凹陷区56内均匀设置有刀片57，所述刀片57的刀口为向外弧形突出结构，所述锥头1上开设有与所述凹陷区56相通的过屑槽16。
49.通过本发明的上述方案，有益效果：当锥头1深入土层过程中，通过设计的刀片57便于锥头1深入土层里，当深入中，凹陷区56内存有土壤，继续下降深入时，凹陷区56内的土壤收到推力，最终通过过屑槽16进行排出，深入过程中更加的顺利。
50.为了方便理解本发明的上述技术方案，以下就本发明在实际过程中的工作原理或者操作方式进行详细说明。
51.在实际应用时，在透水孔4和第二管道8属于进水，因此在透水孔4内和第二管道8内端口处设计滤水机构，防止水杂质进入堵塞探头，工作时，土壤中的孔隙水由滤水机构进入，经由探头头部的透水孔4和第一管道7，作用于第一膜片上，静水压力由探头尾部的第二
管道8进入，作用于第二膜片上，在第一膜片和第二膜片设置量程小但精度高的差压测量元件，由于两侧数值很大的静水压力相互抵消，因此时测量静水压力与孔隙水压力的差值，为了测量探头贯入时的阻力，因此设计阻力传感器15，为了检测探头侧壁的摩擦力，因此设计的摩擦传感器19对产生的侧壁摩擦进行检测；
52.注意，螺栓26包括螺杆和配合的螺母，锥头1上的螺纹孔两端均为扩口状，为了方便螺杆插入后，其螺杆的头部插入螺纹孔的扩口内部，避免螺栓头部漏出，设置的螺母也是一样的，螺母也会紧紧陷入另一头螺纹孔的扩口内，避免螺母漏出，锥头和锥杆为可拆卸安装，因此后续需要更换时非常的方便，温度传感器20和地磁传感器21，可实时测量钻入土层温度和地磁，实现静力触探探头的多功能化。
53.注意，本装置虽然记载的温度传感器20和地磁传感器21等传感器，也可以增加别的传感器，其传感器的安装方法为一致的，比如测斜传感器，需要在探头外表面喷涂一些防护层，比如防锈、耐腐蚀等保护性用的层。
54.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。