(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210490479.6 (22)申请日 2022.05.07 (71)申请人 湖北三鑫金铜股份有限公司 地址 435000 湖北省黄石市大冶市金湖乡 株林村鸡冠咀 (72)发明人 饶从云　胡勇　 (74)专利代理 机构 北京文苑专利代理有限公司 11516 专利代理师 王怡 (51)Int.Cl. G01N 3/02(2006.01) G01N 3/08(2006.01) (54)发明名称 一种新型充填体现场强度检测装置及其检 测方法 (57)摘要 本发明涉及一种新型充填体现场强度检测 装置及其检测方法， 包括贯入仪、 贯入深度测量 仪和新型充填体 现场强度检测方法， 只需要对充 填体的表 面进行贯入力检测， 通过专用测强曲线 就可以推断出井下充填体可承受的压力范围， 不 用挖掘填充体另外制作实验填充体， 因此最大程 度保证了填充体内部的完整性， 而且由于检测基 本是在充填体的平面上直接检测， 提高了检测精 确， 也避免了实验填充体制作过程中出现的偏 差； 并且井下无需安装任何仪器， 仅需仪器检测 依靠其内部加压弹簧加荷将测钉贯入充填体中， 通过测量测钉贯入的深度即可， 检测过程中无需 风、 水、 电等额外动力， 不会产生废气、 粉尘或污 水， 对环境有着积极的影响， 而且也保护的检测 人员的身体健康。 权利要求书3页 说明书7页 附图2页 CN 114878304 A 2022.08.09 CN 114878304 A 1.一种新型充填体现场强度检测装置， 其特征在于： 包括贯入仪， 所述贯入仪包括主 体， 所述主体为竖向贯通的棱柱形腔 体， 所述主体的内部的一端 可滑动地设置有调整螺母， 所述主体的内部纵向贯穿设置有贯入杆， 所述贯入杆贯穿所述调整螺母， 并且所述贯入杆 可上下移动地设置在所述主体中， 所述贯入杆远离所述调整螺母的一端向下延伸有测钉， 所述测钉从所述贯入杆的底端延伸至所述主体的外部， 所述贯入杆的外侧还包裹设置有工 作弹簧， 所述工作弹簧的一端与所述调整螺母固定连接， 所述工作弹簧的另一端与所述贯 入杆的外表面固定连接 。 2.根据权利要求1所述的新型充填体现场强度检测装置， 其特征在于： 所述贯入杆靠近 所述调整螺母的一端还设置有加力槽， 所述加力槽从所述贯入杆 的断面向外延伸， 并且所 述加力槽裸露在所述本体的外面。 3.根据权利要求1所述的新型充填体现场强度检测装置， 其特征在于： 所述主体靠近所 述调整螺母的一端的外侧还设置有把手， 所述 把手与所述主体的外表面固定相连。 4.根据权利要求1所述的新型充填体现场强度检测装置， 其特征在于： 所述贯入杆和所 述测钉之间的连接处还设置有测钉座， 所述测钉座的一端与所述贯入杆一体连接， 所述测 钉座的另一端与所述测钉一体连接 。 5.根据权利要求1所述的新型充填体现场强度检测装置， 其特征在于： 所述主体的外侧 还设置有扳 机， 所述扳 机和所述主体之间连接有挂钩； 所述测钉的外侧还设置有第一扁头， 所述第一扁头为上下贯通的柱体空腔， 所述第一 扁头的长度与所述测钉的长度相匹配； 所述主体的外侧还设置有检测架， 所述检测架设置在所述第一扁头的底面。 6.根据权利要求1所述的新型充填体现场强度检测装置， 其特征在于： 还包括贯入深度 测量仪， 所述贯入深度测量仪还包括有测量器、 延长杆和测头， 所述测量器、 所述延长杆和 所述测头自右向左依次相互固定连接 。 7.根据权利要求6所述的新型充填体现场强度检测装置， 其特征在于： 所述测头的外侧 还设置有第二扁头， 所述第二扁头可滑动地设置在所述延长杆的外表面； 所述测量器上还设置有转换开关、 液晶屏、 电源开关和归零按 钮。 8.根据权利要求1所述的新型充填体现场强度检测方法， 其特 征在于： 包括 S1,检测前， 每处揭露的充填体预先布置16个检测点， 确保测点均匀分布在充填体水平 面上， 相邻测点水平间距不小于10mm， 清除干净充填体浮浆以及表面损伤层等至其 自然养 护形成状态， 使待测充填体暴露并经砂轮片或刮刀 打磨平整后再进行检测， 其中检测井下 充填体抗压强度时揭露的充填体其厚度不小于 50mm， 面积不小于10 0cm2； S2， 检测时， 先将测钉插入贯入杆的测钉座中， 测钉尖端朝外， 固定好测钉， 用摇柄旋紧 螺母， 直至挂钩挂上为止， 然后将螺母退至贯入杆顶端， 将贯入仪的扁头对准灰缝中间， 并 垂直贴在被测砌体灰缝砂浆的表面， 握住贯入仪把手， 扳动扳机， 将测钉贯入被测砂浆中， 其中每次试验前， 清除测钉上附着的充填体中水泥灰渣等杂物， 同时用测钉量规检验测钉 的长度， 测钉的长度不符合条件时， 要重新选用新的测钉， 而且在操作过程中， 当测点处的 充填体存在空洞或测孔周围充填体不完整时， 该测点作废， 另选测点补测； S3， 贯入仪打完测孔后， 将测钉拔出， 用吹风器将测孔中的粉尘吹干净， 再将贯入深度 测量仪的测头插入测 孔中， 并保持测量仪垂直于被测充填体的表面， 读取测 量表显示值并权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114878304 A 2记录， 贯入深度按下式计算： δi＝20.00‑δ′i 式中: δ′i——第i个测点 贯入深度测量仪读数， 精确至 0.01mm； δi——第i个测点 贯入深度值， 精确至 0.01mm； 其中， 直接读数不方便时， 可用贯入深度测量仪内部的锁紧螺钉将测头锁定， 然后从测 洞中取出贯入深度测量仪在进行读数； 其中， 当充填体的经打磨仍难以达到平整时， 可在测点处标记， 贯入检测前用贯入深度 测量仪测读测点处的充填体表面不平整度读数δi0， 然后再在测点处进行贯入检测， 读取δ ′i， 则贯入深度按下式计算： δi＝ δi0‑δ′i 式中: δi——第i个测点 贯入深度值， 精确至 0.01mm； δi0——第i个测点 贯入深度测量仪的不平整度读数， 精确至 0.01mm； δ′i——第i个测点 贯入深度测量仪读数， 精确至 0.01mm； S4,检测数值中， 将16个贯入深度 值中的3个较大值和3个较小值剔除， 余下的10个贯入 深度值可按下式取平均值： 式中:mdj——第个构件的砂浆 贯入深度平均值， 精确至 0.01mm； δj——第j个测点的贯入深度值， 精确至 0.01mm； S5,根据计算所 得的构件贯入深度平均值， 通过建立专用测强曲线换算出检测结果。 9.根据权利要求8所述的新型充填体现场强度检测方法， 其特征在于： 所述专用测强 曲 线制定方法包括 S1， 曲线制定前， 1.选用合适的贯入仪， 采用的贯入仪使用时的环境温度为 ‑4～40℃， 其贯入力为800 ± 8N， 工作行程 为20±0.10mm； 测钉直径为3.5m m， 长度为 40±0.10mm， 其尖端锥度为 45°； 2.选用合适的灌入深度测量仪， 采用的贯入深度测量仪表最大量程为20 ±0.02mm， 分 度值为0.01mm。 测钉量 规的量规槽长度为 3.制作充填试件， 制定专用测强曲线的充填试件制作主要原材料与充填体相同， 需采 用GBT 17671‑1999标准的水泥胶砂强度检验 方法(ISO法)进行试块的制作、 养护和检测， 试 验室按常用配合比利用充填材料制作质量浓度70％条件下， 灰砂比分别为1： 4、 1： 8、 1： 12： 1： 16、 1： 20共6种充填体标准试块的实测值作为设计的强度等级， 实测充填试块抗压强度范 围0.3～15.0MPa， 每一强度等级制作不少于12个尺寸为150mm ×150mm×150mm的立方体充 填试块， 养护完成后同时以六块试块进行贯人深度试验， 同等级另外六块按现行行业标准 《建筑砂浆基本性能试验方法》 (JGJ  70)的规定进行充填试块的压力机强度检测， 并取六块 试块的抗压强度平均值 为代表值f2(MPa)， 精确至 0.1MPa； S2， 充填试块贯入试验时， 先将充填试块固定， 在充填试块的侧面进行贯入试验， 每块 试块的四个侧面共进行四次贯入试验， 取六块试块 的贯入深度平均值为代表值md(mm)， 精 确至0.01mm， 专用测强曲线的回归方程式， 按每一组试块的f2和对应一组的md数据， 采用最 小二乘法进行计算， 其中， 回归方程式宜采用下式：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114878304 A 3