原状土体取样装置以及取样方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种原状土体取样装置以及取样方法，属于岩土勘探工程技术领域，提供一种对原状土体扰动小，不易造成取样土体松散，便于原状土体取样、封装以及后期运输、转移的原状土体取样装置以及原状土体取样方法。所述装置包括两端开口的取样筒体和施力器，所述施力器包括套环和传力把手；在取样筒体顶部的外周壁上设置有卡环凸起，所述卡环凸起低于取样筒体的顶部端面，所述套环可拆卸的套在卡环凸起上方的取样筒体上。本发明专利技术所述的装置，其结构简单，可将取样筒体完全压入土体表面以下，使原状土体能完全充满整个取样筒体，有效避免了土体松动的情况；也便于手动施力，降低施力过程中对土体原状的扰动，提高原状土体的取样成功率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于岩土勘探工程
，尤其涉及一种。
技术介绍
随着建筑、市政、交通等行业大型工程建设的加快，勘测设计水平得到了快速发展，对采取土体试样的要求也随之提高，目前对于取样土体，往往要求其保持原状。但是土体是岩石经过风化作用以及剥蚀、搬运、沉积作用等复杂自然环境所生成的各类沉积物，是由固体物质、水和气体组成的三相体系，土体结构相对较为松散，在取样操作、试样封装、贮存、运输过程中，易扰动破坏其原有结构体系，造成土体原状样取样困难，甚至取样失败。现有技术中对土体原状样取样的装置大多仅为单一圆柱状筒，并且主要通过锤击取样筒，以将其打入土体中，最后再拔出取样筒，取得土体试样。此种取样装置以及取样方法主要存在以下不足:第一、采用锤击方法容易出现取样筒倾斜、偏移，并且在锤击过程中，极易造成土体震动，破坏土体原有结构体系，导致原状土体取样失败;第二、直接拔出取样筒，容易造成取样筒内土体低于取样筒高度，因此在取样筒内将剩余一定空间，这样在后续运输、转移途中将造成取样筒内的土体完全松散，导致原状土体取样失败;第三，由于直接采用锤击操作，因此取样筒往往无法完全敲击入土体表面以下，导致取样筒内的上端将剩余一定空间，也会造成后期土体松散的情况;第四、现有土体取样装置没有配备与取样筒相配套的筒盖，将造成试样在封装、贮存和运输过程中的不便，容易造成原状土体松散的情况。综上，现有的原状土体取样装置都存在着一定的技术缺陷，在取样操作、试样封装以及运输、转移过程中对取样的原状土体产生极大的扰动破坏，同时操作流程较为复杂，取样成功率较低。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供一种对原状土体扰动小，不易造成取样土体松散，便于原状土体取样、封装以及后期运输、转移的原状土体取样装置以及原状土体取样方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:原状土体取样装置，包括两端开口的取样筒体，在取样筒体的底部设置有刃口，还包括施力器，所述施力器包括套环和传力把手，传力把手的一端与套环连接，其另一端为施力部;在取样筒体顶部的外周壁上设置有卡环凸起，所述卡环凸起低于取样筒体的顶部端面，所述套环可拆卸的套在卡环凸起上方的取样筒体上，其中卡环凸起的外径为Dl，卡环凸起上方的取样筒体的外径为D2，套环的内径为D3，并且满足D2<D3<D1。进一步的是:所述卡环凸起为固定的套设在取样筒体顶部外周壁上的卡环件。进一步的是:所述卡环件与取样筒体焊接连接。进一步的是:所述卡环凸起与取样筒体为一体结构。进一步的是:当施力器上的套环套在卡环凸起上方的取样筒体上时，传力把手的施力部高于取样筒体的顶部端面。进一步的是:所述施力器有两个，两个施力器呈镜像对称的分布在套环的两侧。进一步的是:所述传力把手由横向杆和竖向杆组成的“Π”形结构，竖向杆的底端与套环固定连接，横向杆为传力把手的施力部。进一步的是:所述传力把手由第一横向杆、第一竖向杆和第二横向杆组成的“Z”形结构，第二横向杆的自由端与套环固定连接，第一横向杆为传力把手的施力部;在第二横向杆的下部沿其轴向设置有朝向下方的切削刃。进一步的是:还包括端盖，所述端盖有两个，并且两个端盖可分别盖在取样筒体两端的开口上。另外，本专利技术还提供一种利用上述原状土体取样装置的原状土体取样方法，包括如下步骤:A.取下取样筒体两端开口的端盖，将施力器上的套环套在卡环凸起上方的取样筒体上；B.将取样筒体底部的刃口贴在待取样的土体表面，然后通过施力器上的施力部平稳施力，并将取样筒体缓慢压入土体内，直至取样筒体全部进入土体，并且取样筒体的顶部端面有土体冒出时停止施力;在施力过程中保持取样筒体始终为竖直状态；C.扶稳取样筒体，之后刨掉取样筒体周围的土体，形成一环形空槽，并且露出整个取样筒体；D.扶稳取样筒体，取下施力器;之后清理取样筒体顶部土体，直到顶部土体与取样筒体的顶部端面齐平后盖上端盖；E.用铲板穿过取样筒体下方的土体，然后抬起铲板并连同取样筒体一起翻转180°，使刃口端朝上，再移开铲板，之后清理取样筒体刃口以上的土体，直到刃口端土体与刃口的上端面齐平后盖上端盖。本专利技术的有益效果是:本专利技术所述的原状土体取样装置，其结构简单，通过设置结构巧妙的施力器，一方面可将取样筒体完全压入土体表面以下，使原状土体能完全充满整个取样筒体，有效避免了土体松动的情况;另一方面也便于手动施力，降低施力过程中对土体原状的扰动，提高原状土体的取样成功率。另外，通过设置端盖，在取样后用端盖将取样筒体两端的开口密封，更便于取样后对取样筒体的运输和转移，并可有效降低在后期运输、转移过程中对取样筒体内原状土体的破坏。【附图说明】图1为本专利技术所述原状土体取样装置的三维视图；图2为取样筒体和施力器装配后的三维视图；图3为图2的主视图；图4为图3中A-A截面的剖视图；图5为图4中局部区域B的放大示意图；图6为第一种施力器的三维视图；图7为第二种施力器的三维视图；图8为图7所示施力器的侧视图；图9至图15为本专利技术所述原状土体取样方法的流程步骤示意图；图中标记为:取样筒体1、顶部端面11、刃口2、施力器3、套环31、传力把手32、施力部321、卡环凸起4、横向杆51、竖向杆52、第一横向杆61、第一竖向杆62、第二横向杆63、切削刃631、端盖7、环形空槽8、铲板9、卡环凸起的外径为D1、卡环凸起上方的取样筒体的外径为D2、套环的内径为D3。【具体实施方式】下面结合附图和【具体实施方式】对本专利技术进一步说明。如图1至图8所示，本专利技术所述的原状土体取样装置，包括两端开口的取样筒体I，在取样筒体I的底部设置有刃口 2，还包括施力器3，所述施力器3包括套环31和传力把手32，传力把手32的一端与套环31连接，其另一端为施力部321;在取样筒体I顶部的外周壁上设置有卡环凸起4，所述卡环凸起4低于取样筒体I的顶部端面11，所述套环31可拆卸的套在卡环凸起4上方的取样筒体I上，其中卡环凸起4的外径为Dl，卡环凸起4上方的取样筒体的外径为D2，套环31的内径为D3，并且满足D2<D3<D1。设置卡环凸起4的作用是用于与套环31配合，以使套环31套在取样筒体I上后可由卡环凸起4限位，进而实现轴向力的传力。这样，在取样操作过程中可通过向施力器3施力，即可将取样筒体I压入土体内。并且通过将传力把手32的施力部321设置为高于取样筒体I的顶部端面11的情况，方便在取样操作时将取样筒体I完全压入土体内部，以使土体可完全充满整个取样筒体I。另外，卡环凸起4与取样筒体I可为分体结构或者一体结构。当采用分体结构时，卡环凸起4可为一卡环件，通过将其固定的套设在取样筒体I顶部外周壁上即可，当然，其固定方式可采用焊接或者螺钉连接等方式。更具体的，为了便于操作人员的双手施力，提高对施力器3施力过程中的平稳性，降低对原状土体的扰动，可优选设置施力器3有两个，两个施力器3呈镜像对称的分布在套环31的两侧。另外，施力器3的具体结构可优选采用如图6和图7所示的结构，其中图6所示为第一种施力器3的具体结构，其传力把手32由横向杆51和竖向杆52组成的“π”形结构，竖向杆52的底端与套环31固定连接，横向杆51为传力把手32的施力部321;图7所示为另一种施力器3的具体结构，其传力把手32由本文档来自技高网...

【技术保护点】
原状土体取样装置，包括两端开口的取样筒体(1)，在取样筒体(1)的底部设置有刃口(2)，其特征在于：还包括施力器(3)，所述施力器(3)包括套环(31)和传力把手(32)，传力把手(32)的一端与套环(31)连接，其另一端为施力部(321)；在取样筒体(1)顶部的外周壁上设置有卡环凸起(4)，所述卡环凸起(4)低于取样筒体(1)的顶部端面(11)，所述套环(31)可拆卸的套在卡环凸起(4)上方的取样筒体(1)上，其中卡环凸起(4)的外径为D1，卡环凸起(4)上方的取样筒体(1)的外径为D2，套环(31)的内径为D3，并且满足D2≤D3＜D1。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡亚东，杨静熙，张世殊，黄润太，肖华波，祝华平，
申请(专利权)人：中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51