滑膜线割式软土取土器制造技术

滑膜线割式软土取土器，取样管固定在后座的下方；该取样管下端固定有管靴；该取样管内设有用于推出土样的活塞，其特征在于：所述管靴上端有管靴空腔，该管靴空腔内预置薄膜、卡环及切割环；所述后座有后座空腔，该后座空腔内有通气阀门和钢丝收放器；所述取样管的管壁内对称地分布有四个通气孔，通气孔连通所述后座空腔与管靴空腔；其中一个通气孔内设有钢丝线，该钢丝线的上端固定在钢丝收放器上；所述取样管与管靴连接处在内壁形成内缝；所述薄膜两端分别连接切割环及活塞。本实用新型专利技术减少了取样侧摩阻力及端阻力，减少了取样扰动，提高了采样质量及采样率，适用于手动取样及钻孔取样。

Synovial line cutting type soft soil collector

Synovial wire cut type soft soil geotome, sampling tube is fixed in the back seat; the sampling tubes are fixed at the lower end of the tube boots; sampling tube is provided with a piston for introduction of soil samples, which is characterized in that the upper end of the tube cavity tube boots boots, boots of the tube cavity preset film, clasp and cut cut the ring; the back seat with a back seat cavity, a vent valve and the rear wire retractable device cavity; the pipe wall sampling tubes are symmetrically distributed with four vent, vent hole communicated with the back cavity and the tube boots cavity; one ventilation hole is arranged in the upper end of the steel wire. The thread is fixed on the wire collection device; the sampling tube and pipe connection in boots formed on the inner wall of inner slot; the two ends of the film are respectively connected with the cutting ring and the piston. The utility model reduces the sampling side friction and the end resistance, reduces the sampling disturbance, improves the sampling quality and the sampling rate, and is suitable for manual sampling and drilling and sampling.

【技术实现步骤摘要】
滑膜线割式软土取土器
本技术涉及岩土地质勘查及土力学室内模型试验领域，具体涉及针对软土取土技术的一种滑膜线割式软土取土器。
技术介绍
岩土工程现场勘察以及土力学室内模型试验中，均需要在不同的阶段获取原状土样进行室内测试，以研究地基土相关特性。软土是岩土工程中经常面对的一类土，由于含水率高，孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低，且多处于流塑状态，很难获取无扰动的原状土样。取土方式和取土设备直接决定了取样的扰动程度和取土质量，是土性试验分析的关键一环。使用取土器取土时，先将取土器装置压入土中，之后拔出取土器，并将进入取土管中的原状土带出地基。取样过程多靠拔断或扭断的方式使进入取土管中的土样与底土分离；将取土器拔出地基的过程中，底部存在真空吸力阻碍取土器上移，因此，取土器底部位置土样扰动较大且容易脱落。取土完毕，将取土器内部土样移出进行后续处理时，由于软土黏粒含量大，常常附着在取土器内壁，无论采用活塞推出土样的方式还是采用直接打开取土管的方式，都会因土样与内壁存在摩擦黏滞而使所取土样有较大的二次扰动，并减少取样率。
技术实现思路
为解决软土取样中存在的扰动大、取样率低等技术问题，本技术提供了一种滑膜线割式软土取土器装置，使用薄膜将土样与取样管内壁隔离以减少侧摩阻力，使用钢丝线切割底土并在上拔时通气减少甚至消除端部阻力，可以显著减小取土扰动，提高取样率。为实现上述目的，本技术采用以下技术方案：一种滑膜线割式软土取土器，取样管固定在后座的下方；该取样管下端固定有管靴；该取样管内设有用于推出土样的活塞，其特征在于：所述管靴上端有管靴空腔，该管靴空腔内预置薄膜、卡环及切割环；所述后座有后座空腔，该后座空腔内有通气阀门和钢丝收放器；所述取样管的管壁内对称地分布有四个通气孔，连通所述后座空腔与管靴空腔；其中一个通气孔内设有钢丝线，该钢丝线的上端固定在钢丝收放器上；所述取样管与管靴连接处在内壁形成内缝；所述薄膜两端分别连接切割环及活塞。换言之，本技术的滑膜线割式软土取土器，包括管靴、取样管、后座、活塞，取样管对称分布有四个通气孔，首末端分别与管靴、后座连接；取土前，管靴后端的管靴空腔内预置薄膜、切割环及卡环。取样时，活塞被土样推动并将薄膜带出管靴空腔，活塞柄到达限位插销后，切割环恰好被带出管靴空腔；使用钢丝收放器收紧钢丝线，切割环收缩至消失后，土样被切断，实现与底土的分离；上提取土器时，打开通气阀门以消除切割断面处的真空阻力；使用活塞将土样推出取样管时，薄膜可以减少土样与取土管内壁的摩擦引起的扰动。本技术有以下优化方案：所述活塞的活塞柄上设有单向通气阀；所述活塞的活塞柄上端固定有导向杆；该导向杆上端设有两个向外的突起，该两个突起与后座上的限位插销相对应；限位插销与导向杆上端两个向外突起的设置，使得所述活塞到达取土极限后，活塞柄恰好被限位插销约束而相对取土器主体固定。所述薄膜为圆筒状，为延展性较小、强度较高的柔性材质，折叠后置于管靴空腔内，一端穿出管靴和取样管连接处的内缝后与活塞连接，另一端与切割环连接，取样过程中薄膜可以将土样与取样管内壁隔离。在取样之前，在取样管内壁涂抹润滑硅脂以减少膜与内壁的摩擦，将取土器压入土中时薄膜与土相对不动，而膜相对取土器内壁滑动，活塞到达取土极限位置后，活塞柄恰好被限位插销约束而相对取土器主体固定，膜与取土器不发生相对滑动，且薄膜与土样间存在较好的挟持力。所述切割环是由钢丝线端部穿过卡环形成的闭环；所述钢丝线为高强、韧性金属丝，直径为0.3mm~0.8mm，穿过位于取样管内的其中一个通气孔与切割环相连；所述卡环为镂空球状，管靴与取样管连接后，卡环被限于管靴空腔内部活动，但始终不能通过内缝和通气孔。所述活塞可以收集迎土面的空气，经过导向杆上的单向通气阀排出，所述单向通气阀允许活塞与土样之间的空气排出，且不会反向进气。所述钢丝收放器在后座空腔内实现集线功能，并控制钢丝线的收放，使用万向软轴控制钢丝收放器，使用气管连接通气阀门与后座空腔，后座可以与钻杆连接，可以用于不同深度的钻孔取土。本专利技术所述装置同时适用于手动取样和钻孔取样。所述取样管长度为300mm~500mm，内径为80mm~120mm，主体厚度为2.0mm~5.0mm，通气孔内径1.5mm~2.5mm；所述管靴长度100mm~200mm，刃脚小于10°。本技术取土器的工作方法步骤如下：⑴.在取样管内壁涂抹润滑硅脂以减少膜与内壁的摩擦；并将后座与取样管连接到位；⑵.调整钢丝收放器使穿出通气孔的钢丝线合适的长度，钢丝线底部穿过卡环形成切割环，调整后使切割环能够放于管靴空腔内部；⑶.将圆筒状薄膜底部与切割环连接，将薄膜折叠后置于管靴空腔内，将该薄膜的另一端穿过内缝与活塞连接；将管靴与取样管连接到位，并关闭通气阀门；⑷.将取土器放至采样点，通过后座施加力将取土器快速、连续、均匀地压入土中；压入深度为管靴及取样管的长度之和；⑸.土样进入管靴后，会压缩管靴空间内的空气，气体经导向杆上的单向通气阀排出；⑹.土样进入取样管的空腔与活塞接触并向后移动，一端与活塞连接的薄膜被带出管靴空腔，将土样与取土管的内壁隔开，直至活塞柄运动至限位插销的位置并被固定；⑺.薄膜全部被带出管靴空腔，位于薄膜末端的切割环恰好被带出管靴空腔；⑻.使用万向软轴控制钢丝收放器；收紧钢丝线，切割环收缩至消失后，土样被切断，实现与底土的分离；⑼.打开通气阀门，使空气通过气管、后座空腔、通气孔、管靴空腔及内缝后到达切土断面，消除切割断面处的真空阻力；⑽.缓慢、匀速地拔出取土器，同时带出土样；⑾.将管靴与取样管分离，并解除限位插销对活塞柄的限制，使用活塞将土样及薄膜缓慢地推出取样管，薄膜的存在可以减少土样与取土管内壁的摩擦引起的土样扰动；⑿.清洗并整理取土器，再次取样重复⑴~⑾即可。本技术与现有技术相比，具有的优点和有益效果包括：通过在管靴空腔内置薄膜及切割环，可以实现取土器下压过程中土样与取样管内壁的隔离，在取土到位后，借助钢丝收放器及卡环，通过钢丝线收缩并切割土样，实现与底土分离。取土器上提过程中，打开通气阀门可以消除切割断面处的真空阻力，被限位销钉固定的活塞及薄膜与土样内壁的挟持力提供土样上移的动力。同时，薄膜将土样与取样管内壁隔离，很大程度上较少了将土样推出取土器的扰动。因此，本技术所述一种滑膜线割式软土取土器，减少了入土侧摩阻力及上提时的端阻力，并减少了将土样推出取土器的侧摩阻力，从而减少了取样扰动，提高了采样质量及采样率；同时，本技术既可以手动操作获取现场浅表层及室内软土模型试样，也可以连接在钻杆底部，在钻孔中取原装软土试样。附图说明图1是本技术滑膜线割式软土取土器装置整体正剖视结构示意图；图2是本技术滑膜线割式软土取土器装置取样管与后座连接段结构详图；图3是本技术滑膜线割式软土取土器装置取样管与管靴连接段结构详图；图4是图1的A-A剖视图；图5是图1的B-B剖视图；图6是使用本技术装置取土过程中切割环切土示意图。图中：1、管靴，2、取样管，3、后座，4、活塞，5、管靴空腔，6、内缝，7、薄膜，8、钢丝线，9、切割环，10、卡环，11、通气孔，12、后座空腔，13、钢丝收放器，14、万向软轴，15、气管，16、通气阀门，17本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种滑膜线割式软土取土器，取样管固定在后座的下方；该取样管下端固定有管靴；该取样管内设有用于推出土样的活塞，其特征在于：所述管靴上端有管靴空腔，该管靴空腔内预置薄膜、卡环及切割环；所述后座有后座空腔，该后座空腔内有通气阀门和钢丝收放器；所述取样管的管壁内对称地分布有四个通气孔，所述通气孔连通所述后座空腔与管靴空腔；其中一个通气孔内设有钢丝线，该钢丝线的上端固定在钢丝收放器上；所述取样管与管靴连接处在内壁形成内缝；所述薄膜两端分别连接切割环及活塞。

【技术特征摘要】
1.一种滑膜线割式软土取土器，取样管固定在后座的下方；该取样管下端固定有管靴；该取样管内设有用于推出土样的活塞，其特征在于：所述管靴上端有管靴空腔，该管靴空腔内预置薄膜、卡环及切割环；所述后座有后座空腔，该后座空腔内有通气阀门和钢丝收放器；所述取样管的管壁内对称地分布有四个通气孔，所述通气孔连通所述后座空腔与管靴空腔；其中一个通气孔内设有钢丝线，该钢丝线的上端固定在钢丝收放器上；所述取样管与管靴连接处在内壁形成内缝；所述薄膜两端分别连接切割环及活塞。2.根据权利要求1所述的滑膜线割式软土取土器，其特征在于：所述活塞的活塞柄上设有单向通气阀。3.根据权利要求1所述的滑膜线割式软土取土器，其特征在于：所述活塞的活塞柄上端固定有导向杆；该导向杆上端设有两个向外的突起，该两个突起与后座上的限位插销相对应。4.根据权利要求1所述的滑膜线割式软土取土器，其特征在于：所述薄膜为圆筒状，折叠后置于管靴空腔内，一端穿出管靴和取样管连接处的内缝后与活塞连接，另一端与切割环连接，取样过程中薄膜可以将土样与取样管内壁隔离。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜彦彬，何宁，蔡正银，周彦章，何斌，钱亚俊，王国利，张桂荣，李登华，汪璋淳，阎志坤，杨氾，张中流，许滨华，梅世昂，姚明帅，吴璐璐，张家胜，黄宙晟，张贤，梅聚福，
申请(专利权)人：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院，
类型：新型
国别省市：江苏,32