《土壤錐形貫入儀》

1JB/T15035—202X土壤錐形貫入儀本文件規(guī)定了土壤錐形貫入儀的產(chǎn)品型號(hào)、分類和技術(shù)要求，描述了相應(yīng)的試驗(yàn)方法、規(guī)定了檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸和貯存。本文件適用于錐頭底面積為200mm2、公稱圓錐角為30°的土壤錐形貫入儀的制造。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T191包裝儲(chǔ)運(yùn)圖示標(biāo)志GB/T231.1金屬材料布氏硬度試驗(yàn)第1部分：試驗(yàn)方法GB/T1220不銹鋼棒GB/T2423.3環(huán)境試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)方法試驗(yàn)Cab：恒定濕熱試驗(yàn)GB/T2423.5環(huán)境試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)方法試驗(yàn)Ea和導(dǎo)則：沖擊GB/T2423.22—2012環(huán)境試驗(yàn)第2部分：試驗(yàn)方法試驗(yàn)N：溫度變化GB/T2828.1計(jì)數(shù)抽樣檢驗(yàn)程序第1部分：按接收質(zhì)量限(AQL)檢索的逐批檢驗(yàn)抽樣計(jì)劃GB/T2829周期檢驗(yàn)計(jì)數(shù)抽樣程序及表(適用于對(duì)過(guò)程穩(wěn)定性的檢驗(yàn))GB/T9969工業(yè)產(chǎn)品使用說(shuō)明書總則GB/T13306標(biāo)牌GB/T14436工業(yè)產(chǎn)品保證文件總則3術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。3.1底面積basearea錐形鉆頭圓錐底面面積，單位為mm2。3.2土壤圓錐指數(shù)soilconeindex（SCI）錐形鉆頭勻速穿過(guò)土壤時(shí)每單位底面積上的貫入阻力。按公式（1）計(jì)算土壤圓錐指數(shù)。I=F/A··························································(1)式中：F——土壤阻力的數(shù)值，單位為牛頓（N）；A——底面積的數(shù)值，單位為平方毫米（mm2I——土壤圓錐指數(shù)，符號(hào)為CI。2JB/T15035—202X示例：5cm處的土壤圓錐指數(shù)為0.85，可以表示1.6CI。3.3土壤錐形貫入儀soilconepenetrometer(SCP)以貫入方式測(cè)量土壤阻力獲得土壤圓錐指數(shù)的儀器。4產(chǎn)品型號(hào)、分類4.1型號(hào)土壤錐形貫入儀型號(hào)應(yīng)包括以下三部分（以下簡(jiǎn)稱貫入儀）：a)主稱；b)特征代號(hào)；c)序號(hào)。三部分型號(hào)表述格式應(yīng)為：在主稱、特征代號(hào)、序號(hào)三部分代號(hào)之間須有連字符“-”連接。手搖數(shù)字式、S形彈性體結(jié)構(gòu)、圓錐指數(shù)測(cè)量上限為5CI的貫入儀表示為：TYZ-YSS-5。4.2分類根據(jù)錐頭貫入土壤的方式，可分為手壓式、手搖式和電動(dòng)式。根據(jù)顯示裝置型式，可分為劃針式、指針式和數(shù)字式。根據(jù)彈性體結(jié)構(gòu)型式，可分為彈簧式、梁式、連孔式、S形式、柱式和輪輻式。4.3準(zhǔn)確度等級(jí)貫入儀按其技術(shù)性能參數(shù)指標(biāo)將其準(zhǔn)確度等級(jí)分為1、2和5三級(jí)。5技術(shù)要求5.1一般要求貫入儀表面應(yīng)潔凈、無(wú)可見(jiàn)損傷，涂敷應(yīng)光亮、均勻。各緊固件不應(yīng)有銹蝕、毛刺等現(xiàn)象。接插件的接觸應(yīng)良好。3JB/T15035—202X5.2材料和加工要求錐頭和軸桿宜使用GB/T1220規(guī)定的Y12Cr13不銹鋼材質(zhì)。初始圓錐表面熱處理硬度341HBW～388HBW，粗糙度Ra不應(yīng)大于1.6μm。5.3結(jié)構(gòu)與尺寸5.3.1錐頭結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1，錐頭公稱圓錐角應(yīng)為30。，底面積應(yīng)為200mm2(公稱直徑為?15.96mm)。5.3.2錐頭底部應(yīng)設(shè)計(jì)有1.5mm高度的肩部。5.3.3錐頭肩部直徑應(yīng)為?15.96?mm。5.3.4錐頭肩部直徑磨損極限：1級(jí)應(yīng)為?15.92mm，2級(jí)應(yīng)為?15.88mm，5級(jí)應(yīng)為?15.76mm。5.3.5錐頭宜設(shè)計(jì)成可更換的。5.3.6軸桿直徑宜為?12mm。5.3.7軸桿長(zhǎng)度不應(yīng)大于450mm，直線度不應(yīng)大于0.3mm。5.3.8軸桿上應(yīng)設(shè)置間距為10mm的刻度。圖1錐頭和軸桿5.4技術(shù)性能5.4.1力值性能參數(shù)最大允許誤差貫入儀力值性能參數(shù)最大允許誤差應(yīng)符合表1的規(guī)定。4JB/T15035—202X表1貫入儀力值性能參數(shù)最大允許誤差與準(zhǔn)確度等級(jí)關(guān)系5.4.2抗過(guò)載能力在經(jīng)受120%額定負(fù)載試驗(yàn)后，其直線度、滯后、重復(fù)性3項(xiàng)性能參數(shù)應(yīng)符合表1的規(guī)定。5.4.3耐沖擊性能貫入儀經(jīng)沖擊試驗(yàn)后，各零件應(yīng)無(wú)損傷，緊固件無(wú)松動(dòng)，其示值誤差、滯后和重復(fù)性3項(xiàng)性能參數(shù)應(yīng)符合表1的規(guī)定。5.4.4耐溫度變化性能貫入儀經(jīng)溫度試驗(yàn)后，外觀應(yīng)無(wú)可見(jiàn)損傷，標(biāo)志應(yīng)清晰，其示值誤差、滯后和重復(fù)性3項(xiàng)性能參數(shù)應(yīng)符合表1的規(guī)定。5.4.5耐濕熱性能貫入儀經(jīng)恒定濕熱試驗(yàn)后，外觀應(yīng)無(wú)可見(jiàn)損傷，標(biāo)志應(yīng)清晰，其絕緣電阻應(yīng)大于2000MΩ。5.4.6耐疲勞壽命貫入儀經(jīng)疲勞壽命試驗(yàn)后，其示值誤差、滯后和重復(fù)性3項(xiàng)性能參數(shù)應(yīng)符合表1的規(guī)定。6試驗(yàn)方法6.1試驗(yàn)條件6.1.1參比大氣條件在靜態(tài)校準(zhǔn)時(shí)，試驗(yàn)應(yīng)在下列大氣條件下進(jìn)行：——環(huán)境濕度：不大于80%；——大氣壓力：86.6kPa～106kPa6.1.2加載條件貫入儀的安裝應(yīng)使用合適的連接件，使傾斜負(fù)載和不同心負(fù)載的影響減至最小。其加載方向與貫入儀主軸線的交角不應(yīng)大于0.3°。6.1.3放置時(shí)間5JB/T15035—202X貫入儀應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)條件下放置足夠長(zhǎng)的時(shí)間，以保證其溫度與標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)條件的溫度相同并穩(wěn)定。放置時(shí)間宜不少于8h。6.1.4預(yù)熱試驗(yàn)前應(yīng)對(duì)貫入儀的測(cè)試儀器、穩(wěn)壓電源等進(jìn)行通電預(yù)熱0.5h。6.1.5校準(zhǔn)設(shè)備的準(zhǔn)確度用于測(cè)試貫入儀準(zhǔn)確度指標(biāo)的力源的準(zhǔn)確度，應(yīng)優(yōu)于被測(cè)貫入儀等級(jí)的3倍以上；指示儀器和穩(wěn)壓電源的準(zhǔn)確度，應(yīng)優(yōu)于被測(cè)貫入儀等級(jí)的5倍以上。6.2一般要求檢查用目測(cè)法檢測(cè)，應(yīng)符合5.1的規(guī)定。6.3硬度試驗(yàn)按GB/T231.1中的規(guī)定，在圓錐面中部沿圓周均布選取3點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。6.4圓錐表面粗糙度檢查采用比較測(cè)量法，將被測(cè)表面與標(biāo)準(zhǔn)粗糙度樣板作比較，評(píng)定粗糙度等級(jí)。6.5肩部直徑測(cè)量使用千分尺測(cè)量錐頭肩部直徑。6.6軸桿直線度測(cè)量采用打表法，將軸桿夾持于偏擺儀上，用百分表沿軸桿軸線平行移動(dòng)，測(cè)量軸桿表面素線最大跳動(dòng)。在圓周均布的3個(gè)分度素線上各測(cè)一次，取最大值。6.7零點(diǎn)輸出和零點(diǎn)漂移的試驗(yàn)6.7.1將貫入儀調(diào)整至工作狀態(tài)。需要時(shí)，可以重新對(duì)貫入儀的激勵(lì)電壓進(jìn)行測(cè)量和調(diào)整。6.7.2記錄貫入儀的零點(diǎn)輸出讀數(shù)θ0，按公式(2)計(jì)算貫入儀零點(diǎn)輸出與其滿量程輸出的比值Z。式中：z——零點(diǎn)輸出，%FS；θ0——貫入儀零點(diǎn)輸出讀數(shù)，單位為牛頓（N）；θf(wàn)——貫入儀額定力時(shí)的額定輸出，單位為牛頓（N）。6.7.3觀察并記錄貫入儀在30min內(nèi)零點(diǎn)輸出讀數(shù)的最大值和最小值，按公式(3)計(jì)算零點(diǎn)漂移zd。式中：zd——零點(diǎn)漂移，%FS；θ0max——貫入儀零點(diǎn)輸出讀數(shù)的最大值，單位為牛頓（Nθ0min——貫入儀零點(diǎn)輸出讀數(shù)的最小值，單位為牛頓（N）。6.8額定輸出、直線度、重復(fù)性、滯后和長(zhǎng)期穩(wěn)定性的試驗(yàn)6.8.1連接好測(cè)試設(shè)備和被測(cè)貫入儀并預(yù)熱。需要時(shí)，可以重新對(duì)貫入儀激勵(lì)電壓進(jìn)行測(cè)量和調(diào)整，6JB/T15035—202X根據(jù)需要調(diào)整零點(diǎn)。6.8.2對(duì)貫入儀施加額定預(yù)加力3次，每次在額定負(fù)載時(shí)保持30s至1min，再將負(fù)載卸除到零，等待30s，再施加下一次預(yù)加力。6.8.3卸除最后一次預(yù)加力后，等待1min，根據(jù)需要可以重新對(duì)貫入儀激勵(lì)電壓進(jìn)行測(cè)量和調(diào)整。讀取零點(diǎn)輸出值。6.8.4以進(jìn)程逐級(jí)施加力，直到額定負(fù)載。在每一點(diǎn)負(fù)載穩(wěn)定后，讀取示值。第1級(jí)力應(yīng)為額定力的10%，力級(jí)不應(yīng)少于5級(jí)（不含零點(diǎn)），宜為8級(jí)，即額定力的10%、20%、30%、40%、50%、60%、80%、100%。力保持時(shí)間應(yīng)一致，可取5s、15s、30s、1min，宜取30s。6.8.5施加到額定負(fù)載后，以回程逐級(jí)卸除力，當(dāng)達(dá)到每一級(jí)力后，保持一定時(shí)間，再讀取輸出讀數(shù)。力保持時(shí)間應(yīng)一致，可取5s、15s、30s、1min，宜取30s。6.8.6將力卸除到零后，等待1min，讀取零點(diǎn)輸出讀數(shù)。需要時(shí)，重新調(diào)整零點(diǎn)。6.8.7按6.7.4～6.7.6重復(fù)試驗(yàn)3次。6.8.8根據(jù)校準(zhǔn)結(jié)果，以校準(zhǔn)示值的端點(diǎn)直線作為工作直線，見(jiàn)圖2。按公式(4)～公式(8)分別計(jì)算貫入儀的額定輸出、重復(fù)性、直線度、滯后和長(zhǎng)期穩(wěn)定性。式中：θf(wàn)——貫入儀額定力時(shí)的額定輸出，單位為牛頓（N）；θf(wàn)j——第j次試驗(yàn)時(shí)，貫入儀在額定力時(shí)的輸出讀數(shù)，單位為牛頓（N）；θ0j——第j次試驗(yàn)時(shí)，貫入儀在施加力為零時(shí)的輸出讀數(shù)，單位為牛頓（Nm——試驗(yàn)循環(huán)的次數(shù)，單位為次。式中：R——重復(fù)性，%FS；?θR——進(jìn)程試驗(yàn)時(shí)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)輸出的最大極差，單位為牛頓（N）。式中：L——直線度，%FS；?θL——進(jìn)程平均檢測(cè)曲線與平均端點(diǎn)直線的最大偏差，單位為牛頓（N）。式中：H——滯后，%FS；?θH——回程平均檢測(cè)曲線與進(jìn)程平均檢測(cè)曲線的最大偏差，單位為牛頓（N）。式中：Sd——長(zhǎng)期穩(wěn)定性，%FS；θf(wàn)'——貫入儀上一次檢測(cè)時(shí)的額定輸出，單位為牛頓（N）。7JB/T15035—202X圖2貫入儀校準(zhǔn)曲線6.9蠕變?cè)囼?yàn)6.9.1連接好測(cè)試設(shè)備和被測(cè)貫入儀并預(yù)熱。需要時(shí)，可以重新對(duì)貫入儀激勵(lì)電壓進(jìn)行測(cè)量和調(diào)整。根據(jù)需要調(diào)整零點(diǎn)。6.9.2對(duì)貫入儀施加3次預(yù)加力，每次至貫入儀額定力，然后卸除到零。6.9.3第3次預(yù)加力卸除后，根據(jù)需要可以重新對(duì)貫入儀激勵(lì)電壓進(jìn)行測(cè)量和調(diào)整。調(diào)整零點(diǎn)并讀取零點(diǎn)輸出讀數(shù)。6.9.4施加完預(yù)加力后，盡快施加額定力（施加時(shí)間不應(yīng)超過(guò)30s），施加到額定力后立即（宜在10s內(nèi)）讀取輸出值，然后在30min內(nèi)按一定的時(shí)間間隔（不應(yīng)超過(guò)5min）依次讀取貫入儀的輸出值。6.9.5盡快卸除施加到貫入儀上的力，卸除到零后立即讀取貫入儀輸出讀數(shù)，然后在30min內(nèi)按一定的時(shí)間間隔依次讀取貫入儀的輸出值。6.9.6貫入儀蠕變特性曲線見(jiàn)圖3，按公式(9)和公式(10)計(jì)算貫入儀的蠕變和蠕變恢復(fù)。式中：CP——蠕變，%FS；式中：Cr——蠕變恢復(fù)，%FS；8JB/T15035—202Xt2?t1——從加到額定力到第一次讀數(shù)的時(shí)間（10st3?t2——觀測(cè)蠕變的時(shí)間（30mint5?t4——從力卸除到零至第一次讀數(shù)的時(shí)間（10st6?t5——觀測(cè)蠕變恢復(fù)的時(shí)間（30min圖3貫入儀蠕變特性6.10過(guò)載試驗(yàn)6.10.1連接好測(cè)試設(shè)備和被測(cè)貫入儀并預(yù)熱。需要時(shí)，可以重新對(duì)貫入儀激勵(lì)電壓進(jìn)行測(cè)量和調(diào)整。根據(jù)需要調(diào)整零點(diǎn)。6.10.2對(duì)貫入儀施加4次超過(guò)額定力20%的力，每次至最大力后，應(yīng)保持1min，再將力卸除到零。6.11沖擊試驗(yàn)沖擊試驗(yàn)應(yīng)在靜態(tài)校準(zhǔn)之后進(jìn)行。將非工作狀態(tài)下的貫入儀緊固在沖擊臺(tái)上，按照GB/T2423.5的規(guī)定進(jìn)行。其沖擊加速度為300m/s2，脈沖持續(xù)時(shí)間為18ms，在貫入儀敏感方向和與之垂直的兩個(gè)方向上各沖擊3次。6.12溫度變化試驗(yàn)溫度變化應(yīng)在靜態(tài)校準(zhǔn)之后進(jìn)行。按照GB/T2423.22—2012中第7章規(guī)定的要求進(jìn)行。其低溫度值TA為-20℃,高溫度值TB為70℃,高低溫下暴露時(shí)間t1為1h，轉(zhuǎn)換時(shí)間t2為2min，進(jìn)行3次循環(huán)。試驗(yàn)后置于常溫下放置2h。6.13恒定濕熱試驗(yàn)恒定濕熱試驗(yàn)應(yīng)在靜態(tài)校準(zhǔn)之后進(jìn)行。9JB/T15035—202X將非工作狀態(tài)下不帶包裝和附件的貫入儀置于試驗(yàn)箱內(nèi)，按照GB/T2423.3的規(guī)定進(jìn)行。溫度為（40±2）℃,濕度為(93±3)%，試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間為12h。試驗(yàn)結(jié)束后，取出貫入儀，在常溫下放置2h，然后立即進(jìn)行絕緣電阻測(cè)量。6.14疲勞壽命試驗(yàn)疲勞壽命試驗(yàn)應(yīng)在靜態(tài)校準(zhǔn)之后進(jìn)行。將貫入儀安裝在疲勞試驗(yàn)機(jī)上，在不加工作電壓的情況下，對(duì)其施加額定負(fù)載，負(fù)載變化頻率為1Hz～3Hz，循環(huán)次數(shù)為2×105次。試驗(yàn)后，在常溫下恢復(fù)2h。7檢驗(yàn)規(guī)則7.1檢驗(yàn)分類檢驗(yàn)分為以下兩類：a)出廠檢驗(yàn)（逐批檢驗(yàn)）；b)型式檢驗(yàn)（例行檢驗(yàn)）。7.2出廠檢驗(yàn)7.2.1出廠檢驗(yàn)規(guī)則每臺(tái)貫入儀應(yīng)經(jīng)出廠檢驗(yàn)，由質(zhì)檢部門確認(rèn)合格后方可出廠，并附產(chǎn)品說(shuō)明書和產(chǎn)品合格證。產(chǎn)品說(shuō)明書應(yīng)符合GB/T9969的規(guī)定，產(chǎn)品合格證應(yīng)符合GB/T14436的規(guī)定。7.2.2抽樣檢驗(yàn)方法提交檢驗(yàn)的樣品應(yīng)在入庫(kù)的同批產(chǎn)品中隨機(jī)抽取，并按GB/T2828.1的規(guī)定進(jìn)行。采用一般檢查水平Ⅱ的正常檢驗(yàn)一次抽樣方案，接收質(zhì)量限（AQL）按表2的規(guī)定。表2出廠檢驗(yàn)項(xiàng)目和接受質(zhì)量限（AQL）124344456789447.2.3出廠檢驗(yàn)程序出廠檢驗(yàn)的項(xiàng)目、技術(shù)要求、檢驗(yàn)方法及接受質(zhì)量限（AQL）按表2的規(guī)定。7.2.4出廠檢驗(yàn)不合格批的處理JB/T15035—202X出廠檢驗(yàn)不合格的批，其產(chǎn)品經(jīng)生產(chǎn)廠做百分之百的篩選后，應(yīng)重新進(jìn)行交驗(yàn)。再次交驗(yàn)的產(chǎn)品如仍被判為不合格，應(yīng)立即停止交驗(yàn)，分析產(chǎn)生不合格的原因并排除后方可恢復(fù)交驗(yàn)。7.3型式檢驗(yàn)7.3.1檢驗(yàn)規(guī)定下列情況之一時(shí)，應(yīng)進(jìn)行型式檢驗(yàn)：a)新產(chǎn)品定型時(shí)；b)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、工藝技術(shù)、原材料有改進(jìn)可能影響性能時(shí)；c)連續(xù)停產(chǎn)超過(guò)二年又恢復(fù)生產(chǎn)時(shí)。7.3.2檢驗(yàn)項(xiàng)目和組別型式檢驗(yàn)的項(xiàng)目和組別按表3的規(guī)定。表3型式檢驗(yàn)項(xiàng)目和組別0123456789127.3.3抽樣方案型式檢驗(yàn)樣品的抽樣方案按照GB/T2829確定的判別水平為Ⅱ的一次抽樣方案，選擇不合格質(zhì)量水平（RQL）為50，n=6，Ac=1，Re=2為型式試驗(yàn)組的抽樣方案。7.3.4樣品的抽取用于型式檢驗(yàn)的樣品應(yīng)從入庫(kù)的產(chǎn)品中按品種分別抽取。7.3.5樣品的檢查樣品應(yīng)按表3規(guī)定的項(xiàng)目和要求進(jìn)行檢驗(yàn)和試驗(yàn)?！?”組項(xiàng)目為必檢項(xiàng)目，對(duì)所有樣品進(jìn)行該組項(xiàng)目的檢驗(yàn)；對(duì)“0”組檢驗(yàn)項(xiàng)目合格的樣品隨機(jī)抽取4只，其中2只用于“1”組，另2只用于“2”組的檢驗(yàn)，“1”組和“2”組為破壞性試驗(yàn)，試驗(yàn)后樣品不能交付。JB/T15035—202X7.3.6型式檢驗(yàn)后的處理如果型式檢驗(yàn)不合格，則應(yīng)認(rèn)真產(chǎn)找原因，如果因設(shè)備故障或操作不當(dāng)造成不合格，則允許重新進(jìn)行型式檢驗(yàn)。造成不合格的原因如果能馬上糾正或者通過(guò)篩選的辦法剔除的，則允許糾正或篩選后重新進(jìn)行型式檢驗(yàn)，否則應(yīng)立即停止生產(chǎn)，直到查明原因，重新進(jìn)行型式檢驗(yàn)，合格后方能恢復(fù)生產(chǎn)。8標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸和貯存8.1標(biāo)志8.1.1產(chǎn)品應(yīng)有銘牌，銘牌應(yīng)清晰、牢固，應(yīng)符合GB/T13306的規(guī)定，銘牌應(yīng)至少包含下列內(nèi)容：a)制造廠名稱、商標(biāo)、電話和地址；b)產(chǎn)品型號(hào)；c)主要參數(shù)；d)生產(chǎn)年月及編號(hào)；e)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。8.1.2產(chǎn)品的包裝盒上應(yīng)包含下列內(nèi)容：a)制造廠名稱及商標(biāo)；b)產(chǎn)品型號(hào)；c)重量；d)包裝日期。8.2包裝8.2.1貫入儀應(yīng)有塑料封套，用