日本丸东制作所 SH-70 软岩针式贯入仪 岩土工程软岩强度现场检测设备解析

一、产品定位：面向软岩与风化岩体的便携式原位强度检测仪器

日本丸东制作所 SH-70 软岩针式贯入仪，是一款专门针对软岩、风化岩、泥岩、页岩、凝灰岩、强风化花岗岩等低强度岩体开发的原位贯入检测设备，属于岩土工程勘察领域的便携测试器具。在山区边坡勘察、隧道超前地质探测、基坑围岩评价、地质灾害风险调查等工程场景中，硬岩可以采用岩石单轴抗压试验、点荷载试验开展评价，但大量风化软弱岩体取样难度大、样品极易扰动破碎，室内试验很难还原岩体原始受力状态，试验结果失真率高。

SH-70 软岩针式贯入仪的定位，就是弥补软岩、风化岩体原位快速检测的缺口。它不需要钻取完整岩芯试样，直接在开挖面、露头岩面进行现场贯入测试，通过贯入阻力换算岩体的抗压强度指标，快速划分岩体风化等级、判别软硬分层、评估围岩自稳能力，为地质剖面编录、边坡稳定性判断、隧道支护参数初选提供即时的数据支撑。它不是替代室内标准岩石力学试验，而是作为原位快速筛查手段，在野外勘察、施工开挖面地质判释环节高效采集数据，对关键异常段再取样送实验室做标准力学试验复核，兼顾野外勘察效率和工程评价的可靠性。

丸东制作所是日本岩土原位测试仪器老牌厂商，SH-70 针式贯入仪是其经典机型，长期在日本地质调查、土木基建、矿山地质行业应用，也是国内岩土勘察单位引进较多的日系软岩快速检测工具。

二、核心检测原理：针式贯入阻力与岩体单轴抗压强度换算逻辑

SH-70 采用静力针贯入试验原理，依靠标准化规格的硬质合金探针，以匀速垂直压入待测岩体表面，仪器内置测力组件实时采集贯入过程中的最大贯入荷载，再依托厂家配套的经验换算曲线，将贯入阻力换算成岩体的单轴抗压强度值。

软岩、风化岩体属于多孔、裂隙发育的非均质介质，探针贯入时，岩体局部发生挤压、剪切破碎，贯入峰值阻力和岩体本身的胶结强度存在稳定的统计相关关系。仪器出厂前，已经针对泥岩、页岩、风化火山岩等常见软岩种类，完成大量对比标定，建立贯入荷载→单轴抗压强度的换算关系，操作人员读取贯入力数值后，对照换算表就可以快速得到岩体强度估值。

该方法的适用边界非常明确：仅适用于软岩、强风化岩，也就是单轴抗压强度较低的岩体；对于完整坚硬岩石、密实粗粒碎石土，探针很难贯入，容易造成探针弯曲崩损，不适合测试。同时，岩体内部节理、裂隙、孔洞会明显影响单点测试结果，规范操作要求同一岩段多点测试，剔除离散异常值，取统计平均值作为该层岩体的代表强度，降低岩体非均质性带来的数据波动。

三、整机硬件结构：探针组件、测力主体、加压机构与配套工装

SH-70 整机由主机测力单元、硬质合金测试探针、手摇加压驱动机构、读数表盘、支撑反力框架、便携收纳箱、配套备用探针组成。

测试探针：核心耗材，采用高硬度耐磨硬质合金制成，几何尺寸严格标准化，探针直径、锥角直接决定标定曲线有效性，更换时必须使用原厂同规格探针，非标探针会导致换算结果失效；

测力与读数单元：机械式表盘测力结构，加压过程实时显示贯入荷载峰值，具备峰值锁存功能，探针达到最大贯入阻力之后数值保持锁定，方便人员记录读数，野外无供电环境下可以稳定使用，不受电磁、温度影响；

手摇加压机构：手动螺旋加压，能够平稳控制贯入速率，保证贯入速度符合标定试验的速率要求，避免猛压冲击造成荷载读数虚高；

反力支撑框架：测试时抵紧岩面，提供反向支撑力，防止测试时仪器打滑、抬离测试点位，保证探针垂直岩体表面贯入，是保障测试精度的关键结构件。

整体为纯机械结构，无电子元器件，整机坚固耐造，适应野外潮湿、多粉尘、颠簸搬运的勘察环境，不需要电池、充电，适合偏远山区、隧道内无电源的勘察作业。整套设备收纳在便携工具箱内，重量可控，单人就可以携带至边坡、掌子面等作业点位。

四、测试操作流程、数据取值规则与标定校验要求

SH-70 有一套标准化的野外测试流程，直接决定数据有效性。

第一步是测点打磨处理：选定岩体测试点位之后，使用打磨工具清除岩面浮渣、松动剥落的表层风化皮，露出新鲜、未扰动的岩体表面，保证测点岩体原生结构没有被扰动；

第二步是仪器架设调平：将反力框架贴合岩面，调整仪器，保证探针轴线和岩面保持垂直，避免斜向贯入产生附加弯矩，折断探针、数据失真；

第三步匀速手摇加压：按照规范速率缓慢旋动加压手柄，使探针匀速刺入岩体，观察表盘荷载持续上升，直到探针刺入预定深度或者岩体发生挤压破坏，表盘锁定峰值贯入力；

第四步读数记录、多点复测：记录峰值荷载，对照机型配套换算表得到岩体强度估算值，同一岩性层位，一般布置 5~10 个测点，剔除偏差过大的异常数据，计算均值作为该风化层岩体强度指标。

校验方面，仪器出厂附带测力校准证书，长期使用、撞击磕碰之后，测力弹簧会出现疲劳，需要定期送第三方计量或者原厂复检校准，确认测力精度。探针出现崩口、弯曲磨损后必须及时更换，磨损探针会增大贯入阻力，测出强度偏高，造成工程误判。

五、主要应用场景与行业落地方式

SH-70 软岩针式贯入仪的应用集中在地质勘察、隧道工程、边坡治理、地质灾害调查四大领域。

在隧道工程领域，隧道开挖掌子面地质素描环节，用来快速判别围岩风化程度、软硬夹层分布，快速估算围岩强度，辅助围岩分级，动态调整初期支护方案，规避软岩大变形、坍塌风险；

在边坡勘察与地质灾害治理项目中，对泥岩、页岩风化边坡开展露头原位测试，划分风化带，评估边坡岩体抗风化剥落、滑塌的风险，为边坡防护设计提供依据；

在基坑、露天矿勘察项目中，遇到风化软弱岩土层，快速区分土状强风化层、块状弱风化软岩，辅助地质分层，优化基坑支护选型；

在地质灾害排查、山区公路踏勘中，野外快速普查，大范围筛查岩体软弱带，识别潜在隐患点，缩小后续详细勘察范围。

需要明确，SH-70 测得的强度是估算值，属于原位快速测试成果，仅用于地质分层、围岩初判、风化等级划分。项目验收、正式设计需要采用单轴抗压、点荷载等标准室内试验数据作为正式依据，二者配合使用，兼顾勘察效率和设计安全性。