一种试验软岩岩样快速取芯装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及岩土工程及地质工程领域，具体涉及了一种试验软岩岩样快速取芯装置，包括动力控制装置，旋转钻杆、取芯器、工作台和岩样盒。其中，动力控制装置由计算机及数据线组成；旋转钻杆为一螺栓杆，顶部安装有传感器；取芯器底部端面为不规则结构；工作台由横梁、上、下工作面以及岩样盒等组成。本发明专利技术利用计算机通过数据线输送动力到旋转钻杆中的传感器，带动旋转钻杆及取芯器穿过横梁和上工作面沿着岩样盒的方向移动，即可实现软岩岩样快速取芯。本发明专利技术的优点在于：可精准快速加工不规则软岩样品，提高取芯的效率；减少了对原状岩样的扰动作用，提高了研究结果的准确性，使之更加符合岩体的工程实际。

【技术实现步骤摘要】
一种试验软岩岩样快速取芯装置
本专利技术涉及一种试验软岩岩样快速取芯装置，属于岩土工程及地质工程领域。
技术介绍
在工程地质范畴内，软岩属于工程性质不良的岩石，且在我国软岩广泛分布，是工程建设中不可避免的区域性岩体，并且据调查，由软岩自身所造成的地质灾害逐渐频发，严重影响了工程安全及经济效益，因此开展软岩室内基本性质试验研究对于防治地质灾害的发生具有重要的现实意义。室内基本性质试验是获取岩石物理力学参数的重要途经，也是科研领域中的重要手段。针对试验的规范性，需对岩样制成标准尺寸以满足试验设备要求，这是试验过程中至关重要的一步。目前国内外对岩样取芯的方法主要为钻心法取芯，但是钻心法取芯在钻取过程中，由于钻头高速运转而导致钻头发热产生高温，既损伤了钻头本身也影响了原状样的基本力学性质，故通常采用水钻来取芯，通过加水来保护钻头且达到降温的作用，因此钻心法取芯适用于吸水性弱、内部结构完整且遇水不易软化的岩石。由于软岩是一种特殊的岩体，其内部含有一定裂隙且破碎，并且具有亲水性强、透水性弱，并在水的作用下容易发生软化和塑变，吸水后岩体会发生膨胀，失水后岩体也会发生收缩，易发生崩解等特征，采用传统取芯方法很难制成完整试样，易造成软岩试件的浪费。因此，基于软岩的性质，并结合国内外以往的资料，本专利技术提出了一种试验软岩岩样快速取芯装置，以达到简便快速加工不规则软岩，减少岩样的浪费，提高取芯效率。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服传统取芯技术所存在的缺点，并针对软岩自身的特性，专利技术一种用于软质岩石取样装置，从而提高取样的数量及效率，并减少对原状岩样的扰动作用，保持岩石原状结构的完整性。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种试验软岩岩样快速取芯装置，包括岩样盒，还包括动力控制装置，旋转钻杆、取芯器和工作台；所述动力控制装置由计算机和数据线组成；所述旋转钻杆沿轴线方向中段的外表面上开有外表面螺纹，尾部开有一个内螺纹孔，顶部安装有传感器，即旋转钻杆通过传感器与数据线相连接；所述取芯器的横截面为圆形的，顶部设有与旋转钻杆尾部内螺纹孔相对应的螺栓，并通过该螺栓与旋转钻杆连接，取芯器底部端面为齿条结构或锯齿结构或薄片结构。所述工作台由上工作面、下工作面、横梁、上臂和下臂组成；横梁通过2个上臂固接在上工作面中心位置，且与上工作面保持平行；下工作面通过数个均匀设置的下臂固接在上工作面下部，且与上工作面保持平行；横梁与上工作面中心位置均开有与旋转钻杆外表面螺纹相匹配的螺孔，旋转钻杆通过螺孔穿过横梁和上工作面向下旋转，操纵取芯器对放置在下工作面对应位置的岩样盒实施取芯操作。优选地，所述取芯器底部端面的不规则结构为优选地，所述下臂的数量为4-8个。优选地，旋转钻杆沿轴线方向中段的两端与旋转钻杆顶部端面和尾部端面的距离均大于旋转钻杆长度的0.1-0.3。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术中利用计算机通过数据线输送动力到旋转钻杆中的传感器，带动旋转钻杆及取芯器穿过横梁和上工作面沿着岩样盒的方向移动，即可实现软岩岩样快速取芯。实际使用时，只需将样品放在下工作面的岩芯盒中即可。2、本专利技术中所涉及的动力控制装置是由计算机提供，动力稳定、准确，以便实现快速准确取芯，减少对原状岩样的扰动。3、本专利技术中所涉及的取芯器的下端为不规则结构，与传统的取芯仪器不一样，更易插入软岩岩石中，可有效减小取样过程对岩样的影响，提高了研究结果的准确性。附图说明图1为本专利技术的整体结构图；图2为试验装置及工作台示意图；图3为旋转钻杆的结构图；图4为取芯器的主体结构示意图。在图中，1、计算机；2数据线；3传感器；4、旋转钻杆；5、螺孔(横梁和上工作面上的)；6、横梁；7、上臂；8、上工作面；9、取芯器；10、取芯器尾部端面结构；11、下臂；12、岩样盒；13、下工作面；14、旋转钻杆内螺纹孔；15、取芯器顶部的螺栓；16、旋转钻杆中段外表面螺纹。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面结合附图对本专利技术作进一步的解释与说明。如图1、图2和图3所示，本专利技术提供的试验软岩岩样快速取芯装置包括岩样盒12，动力控制装置、旋转钻杆4、取芯器9和工作台。所述动力控制装置由计算机1和数据线2组成。所述旋转钻杆4沿轴线方向中段的外表面上开有外表面螺纹16。所述中段的两端与旋转钻杆4顶部端面和尾部端面的距离均大于旋转钻杆4长度的0.1-0.3。在本实施例中，取0.2，即外表面开有螺纹的部分为整个长度的60％。旋转钻杆4的尾部开有一个内螺纹孔14，顶部安装有传感器3，即旋转钻杆4通过传感器3与数据线2相连接。计算机通过数据线2向旋转钻杆4输送快速稳定的动力动力，驱动旋转钻杆4工作，并实现快速准确取芯，减少对原状岩样的扰动作用。所述取芯器9的横截面为圆形的，顶部设有与旋转钻杆4尾部内螺纹孔14相对应的螺栓15，并通过该螺栓15与旋转钻杆4连接。取芯器9底部端面为不规则结构10。所述不规则结构10包括齿条结构、锯齿结构、薄片结构。在本实施例中，不规则结构10为齿条结构。这种结构以便插入软岩岩石中，提高取芯效率。所述工作台由上工作面8、下工作面13、横梁6、上臂7和下臂11组成；横梁6通过2个上臂7固接在上工作面8中心位置，且与上工作面8保持平行；下工作面13通过数个均匀设置的下臂11固接在上工作面(8)下部，且与上工作面8保持平行。下臂11的数量为4-8个。在本实施例中，下臂11的数量为4。横梁6与上工作面8中心位置均开有与旋转钻杆4外表面螺蚊16相匹配的螺孔5，旋转钻杆4通过螺孔5穿过横梁6和上工作面8向下旋转，操纵取芯器9对放置在下工作面对应位置的岩样盒12实施取芯操作。具体的，本专利技术的试验过程如下：步骤1，检查装置各部件是否正常；步骤2，开启计算机1，并将动力参数输入至服务器；步骤3，选择原始试样并放入岩样盒12中并固定；步骤4，启动计算机1上的运行程序，使得计算机1的数据指令通过数据线2传输到传感器3，控制旋转钻杆4通过取芯器9向下运动直至完成取样。本专利技术能够自由灵活的选取工程现场的岩样，取样方便，尺寸精确，切面光滑，达到了取样范围广、节时省力的目的，并减少了对原状土样的扰动作用，提高了研究结果的准确性，并且提高了取芯效率。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种试验软岩岩样快速取芯装置，包括岩样盒(12)，其特征在于：还包括动力控制装置，旋转钻杆(4)、取芯器(9)和工作台；所述动力控制装置由计算机(1)和数据线(2)组成；所述旋转钻杆(4)沿轴线方向中段的外表面上开有外表面螺纹(16)，尾部开有一个内螺纹孔(14)，顶部安装有传感器(3)，旋转钻杆(4)通过传感器(3)与数据线(2)相连接；所述取芯器(9)的横截面为圆形，顶部设有与旋转钻杆(4)尾部内螺纹孔(14)相对应的螺栓(15)，并通过该螺栓(15)与旋转钻杆(4)连接，取芯器(9)底部端面为齿条状或者锯齿状；所述工作台由上工作面(8)、下工作面(13)、横梁(6)、上臂(7)和下臂(11)组成；横梁(6)通过2个上臂(7)固接在上工作面(8)中心位置，且与上工作面(8)保持平行；下工作面(13)通过数个均匀设置的下臂(11)固接在上工作面(8)下部，且与上工作面(8)保持平行；横梁(6)与上工作面(8)中心位置均开有与旋转钻杆(4)外表面螺纹(16)相匹配的螺孔(5)，旋转钻杆(4)通过螺孔(5)穿过横梁(6)和上工作面(8)向下旋转，操纵取芯器(9)对放置在下工作面对应位置的岩样盒(12)实施取芯操作。...

【技术特征摘要】
1.一种试验软岩岩样快速取芯装置，包括岩样盒(12)，其特征在于：还包括动力控制装置，旋转钻杆(4)、取芯器(9)和工作台；所述动力控制装置由计算机(1)和数据线(2)组成；所述旋转钻杆(4)沿轴线方向中段的外表面上开有外表面螺纹(16)，尾部开有一个内螺纹孔(14)，顶部安装有传感器(3)，旋转钻杆(4)通过传感器(3)与数据线(2)相连接；所述取芯器(9)的横截面为圆形，顶部设有与旋转钻杆(4)尾部内螺纹孔(14)相对应的螺栓(15)，并通过该螺栓(15)与旋转钻杆(4)连接，取芯器(9)底部端面为齿条状或者锯齿状；所述工作台由上工作面(8)、下工作面(13)、横梁(6)、上臂(7)和下臂(11)组成；横梁(6)通过2个上臂(7)固接在上工作面(...

【专利技术属性】
技术研发人员：查甫生，黄凯，许龙，康博，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34