日本 maruto 丸东 SH-70 软岩针式贯入仪工作原理

更新时间：2026-09-28

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日本 maruto 丸东 SH-70 软岩针式贯入仪，是符合日本土木学会软岩调查试验指针的便携式原位强度检测器具，采用纯机械弹簧荷载式结构，无需外接电源，用于隧道、边坡、基坑工程现场，快速测定软岩、固结土、风化岩的力学特性，通过针贯入试验估算岩体单轴抗压强度。整套仪器由标准贯入针、弹簧加载机构、贯入力指示环、贯入深度刻度筒组成，依靠贯入阻力与贯入深度的对应关系完成岩土强度评价。

日本 maruto 丸东 SH-70 软岩针式贯入仪工作原理

仪器的核心测量逻辑为针贯入梯度 NP 计算。试验时，将标准规格的锥形贯入针垂直压入平整的岩样表面，随着贯入针持续向岩土内部推进，岩体材料会产生剪切、挤压阻力，阻力大小与岩体自身胶结强度相关。内部精密压缩弹簧作为荷载来源，操作人员匀速向仪器施加轴向推力，弹簧被压缩产生弹力，弹力直接传递至前端贯入针，将针体压入待测岩体。弹簧的压缩量与输出荷载保持线性对应关系，仪器上设置可随最大荷载保持位置的指示环，能够锁定试验过程中达到的最大贯入力，拔出测针后可直接读取峰值荷载数值。深度刻度筒用于读取贯入深度，仪器最大允许贯入深度为 10mm，最大量程贯入力为 100N。

测试过程分为两种终止判定条件。一种是贯入针到达 10mm 设定深度，此时记录对应的贯入力；另一种是在贯入深度未达到 10mm 时，贯入力提前达到 100N 上限，试验随即停止，记录此时的贯入深度。使用读取到的贯入力与贯入深度，计算针贯入梯度 NP 值，NP 等于贯入力除以贯入深度。仪器筒体外侧印刷 NP 值与单轴抗压强度换算图表，测试人员可以直接对照图表，得到被测岩体的估算单轴抗压强度，不需要额外借助计算机运算。

贯入针为仪器关键部件，按照标准加工为锥形结构。刺入岩体时，对岩土产生剪切破坏，针身进入岩体后产生接触面摩擦阻力。在稳定贯入阶段，贯入阻力的变化趋势能够反映岩体内部胶结状态。软岩、风化岩、固结土这类土岩过渡材料，胶结程度偏弱，取样制作标准试样难度大，传统室内抗压试验实施不便，而针贯入仪可以直接在开挖面原位测试，无需采集试样运回实验室。纯机械结构不含电子元器件，在野外工地多粉尘、湿度波动的环境下，具备较好稳定性，维护工作量低。

完整的现场测试流程分为测点处理、仪器准备、贯入测试、数据换算几步。首先清理测点表面浮土、松散碎屑，保证测试面平整，消除表层松动物质对测试结果的干扰；安装标准贯入针，将贯入力指示环、深度刻度归零；手持仪器保持垂直姿态，匀速施加压力，推动贯入针向岩体内部贯入，观察深度与荷载变化，达到任一终止条件即停止施压；缓慢拔出贯入针，读取指示环锁定的最大贯入力以及贯入深度，计算 NP 值，对照筒体上的换算曲线，得到岩体估算抗压强度。同一检测区域需要选取多个测点开展试验，取多组结果综合评估，降低局部缺陷带来的数据偏差。

该仪器属于间接估算类检测工具，NP 值换算得到的单轴抗压强度为估算值，不等同于标准岩芯试样室内抗压试验结果。测试结果容易受到测点表层风化裂隙、局部孔洞、测点平整度、贯入方向是否垂直的影响，测点需要避开裂隙、剥落区域。在隧道开挖、边坡支护、基坑围岩评价工程中，用于快速区分岩体强度等级，辅助判断围岩稳定性，为施工方案和支护设计提供现场参考数据。

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