一种准确获取岩体结构面的电动取样装置及取样方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种准确获取岩体结构面的电动取样装置及取样方法，所述取样装置包括底座，底座的顶部设置有垂直于底座的支撑杆，支撑杆的端部通过方向舵连接有支板，方向舵用于驱动支板在竖直方向和水平方向上转动；支板上滑动的连接有手电钻；本发明专利技术通过方向舵可驱动取样管随支板同步在竖直方向和水平方向上转动，便于精确的调整取样角度，减小取样误差，保证后序试验结果的准确性；本发明专利技术采用手电钻让取样管缓慢的钻入到洞室内的岩体中，避免取样管扰动破坏岩体，尽可能的保证原状岩体的完整性，便于后序试验，减小试验误差；同时本发明专利技术替代了传统的人工操作，降低了劳动强度、提高了取样效率，且本装置简单、拆装方便，省时省力。

【技术实现步骤摘要】
一种准确获取岩体结构面的电动取样装置及取样方法
本专利技术涉及岩土勘探工程
，尤其是一种准确获取岩体结构面的电动取样装置及取样方法。
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，对采取岩体试样的要求也随之提高。目前对于取样岩体结构面，往往要求其保持原状。但是岩体结构面在取样操作、试样封装、贮存、运输过程中，易扰动破坏其原有结构体系，造成原状岩体结构面取样困难，甚至取样失败。特别是在岩体结构面试验中，需要针对结构面原位受力方向进行试验模拟，这就对岩体结构面取样提出了极高的要求，需要特定的取样角度进行取样，取样角度包括水平方向的取样方位角和竖直方向的取样倾角。目前对于洞室内岩体的取样方式较为复杂，取样的工具包括凿子和锤子。具体为：操作人员通过锤子锤击凿子，凿子将被取样的小块岩体从大块岩体上剥离下来。此方式存在以下不足：一、采用锤击方法容易出现凿子倾斜、偏移，并且在锤击过程中，造成岩体产生较大的震动破坏，破坏岩体特别是结构面的原有结构体系，导致原状岩体取样失败；二、取样角度不好把控，完全依赖经验丰富的操作人员目测判断，取样角度误差较大，影响后序的试验结果；三、人工锤击岩体劳动强度大、取样效率低。综上，现有的洞室原状岩体结构面取样装置都存在着一定的技术缺陷。在取样操作过程中，对取样的原状岩体会产生极大的扰动破坏，同时操作流程较为复杂、劳动强度大、取样误差大、取样成功率较低。
技术实现思路
针对上述原状岩体取样装置劳动强度大、取样误差大和对岩体扰动破坏大的技术问题，本专利技术提供一种结构简单、取样误差小、对岩体扰动小的准确获取岩体结构面的电动取样装置及取样方法。本专利技术所采用的技术方案是：一种准确获取岩体结构面的电动取样装置，包括底座，底座的顶部设置有垂直于底座的支撑杆，支撑杆的端部通过方向舵连接有支板，方向舵用于驱动支板在竖直方向和水平方向上转动；支板上滑动的连接有手电钻，支板上设置有滑轨，手电钻上设置有与滑轨匹配的滑槽；手电钻通过连杆与中空的圆柱形取样管相连。本专利技术通过方向舵可驱动取样管随支板同步在竖直方向和水平方向上转动，便于精确的调整取样角度，减小取样误差，保证后序试验结果的准确性。本专利技术的手电钻通过滑槽在支板上的滑轨上滑动，保证滑动过程的精确度，避免滑动过程中偏摆。取样时，在预定的取样位置，通过方向舵调整取样管的取样角度，再通过手电钻驱动取样管钻入到洞室的岩体内进行取样。本专利技术采用手电钻让取样管缓慢的钻入到洞室内的岩体中，避免取样管扰动破坏岩体，尽可能的保证原状岩体的完整性，便于后序试验，减小试验误差；同时本专利技术替代了传统的人工操作，降低了劳动强度、提高了取样效率，且本装置简单、拆装方便，省时省力。进一步的是，底座上设置有垂直于底座的固定钉，固定钉可埋入洞室底部以下，增强底座的稳定性。进一步的是，固定钉与底座螺纹连接，使固定钉在竖直方向上高度可调；若遇洞室底面不平整的情况，控制不同的固定钉旋入地面内不同的深度，达到调整底座水平的作用。进一步的是，在所述连杆与取样管之间设置有连接筒；连接筒上设置有透明的观察窗。连接筒作为连接件，便于连杆与取样管连接；同时连接筒上的观察窗也便于操作人员实时观察取样管内的岩体情况。进一步的是，取样管与连接筒螺纹连接，连接筒上设置有固定取样管与连接筒的第一螺栓。可将取样管从连接筒上拆卸下来，便于取样管后序的封装和运输；螺纹连接的方式具有结构简单、拆装方便快速的特点；第一螺栓用于固定连接筒和取样管，避免两者在转动的过程中松动。进一步的是，取样管端部设置有刃口，刃口上设置有刃齿。刃口减小了取样管与岩体的接触面积，便于取样管更好的钻入到岩体内，省时省力；刃齿类似拉锯原理，刃齿可更加顺利的在取样管径向上钻入岩体。进一步的是，支撑杆包括至少两个套接的支杆，相邻支杆之间活动连接；相邻两个支杆连接的部位设置有固定套，固定套上设置有用于固定相邻两个支杆的第二螺栓。通过拉动相邻支杆可调节支撑杆的整体长度，使取样管达到取样位置，提高了装置的适用性和通用性；同时也起到缩小支撑杆尺寸的作用，便于取样装置的存放和运输。进一步的是，方向舵包括布置在支板底部的轴承座和布置在轴承座上用于制动的轴销，轴承座上设置有两个与支撑杆直径匹配的耳板，耳板上设置有第三螺栓，第三螺栓贯穿支撑杆与螺母连接，第三螺栓与支撑杆活动连接。支板和耳板通过轴承座内的轴承可实现相对转动，完成支板在水平方向上转动，再通过轴销可对轴承进行制动；第三螺栓与支撑杆活动连接，可完成支板在竖直方向的转动，再通过螺母与第三螺栓拧紧对支撑杆和耳板固定。进一步的是，底座上设置有水平仪，便于直观的读取取样装置的水平度，以便进行相应的调整。取样方法，采用上述的一种准确获取岩体结构面的电动取样装置，包括布置在手电钻上的罗盘，还包括以下步骤：S1、根据岩体结构面试验目的和要求确定取样点位；在取样点位使用罗盘测量拟取岩体结构面的产状并记录；根据拟建工程建筑物对结构面作用力或拟做结构面剪切试验对结构面作用力等取样目的，结合岩体结构面产状，通过计算取样装置的准确取样角度；取样角度包括水平方向的取样方位角和竖直方向的取样倾角；S2、将罗盘的方位角测量面放置在手电钻的顶部，将罗盘准确定位到取样方位角位置，通过方向舵水平转动支板，直至取样管的方位角与罗盘定位的取样方位角一致；再将罗盘的倾角测量面放置在手电钻侧面，将罗盘准确定位到取样倾角位置，通过方向舵竖直转动支板，直至取样管的倾角与罗盘定位的取样倾角一致；S3、将固定钉转入地面以下，固定取样装置；S4、拧松第二螺栓，通过伸缩支杆调节支撑杆的长度，使取样管高度基本与取样岩体结构面基本一致，刃齿贴近洞室内壁，然后拧紧第二螺栓；S5、检查取样装置是否仍然准确定位到取样角度；若取样装置没有准确定位到取样角度，重复布置S2调整；S6、手电钻通电，操作人员握住手电钻，缓慢推动手电钻向岩壁方向施加推力，手电钻驱动取样管平稳、缓慢的压向岩体，直至观察到岩体露出观察窗为止，停止施力，关闭手电钻；S7、上下或左右方向轻移手电钻，折断刃齿部位的岩体；再缓慢抽出取样管，直至与洞室的内壁脱离；S8、待取样管冷却后，取下取样管，使用盖子将取样管的两端封存。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术采用手电钻让取样管缓慢的钻入到洞室内的岩体中，避免取样管扰动破坏岩体，尽可能的保证原状岩体的完整性，便于后序试验，减小试验误差；同时本专利技术替代了传统的人工操作，降低了劳动强度、提高了取样效率，且本装置简单、拆装方便，省时省力。2、本专利技术通过方向舵可驱动取样管随支板同步在竖直方向和水平方向上转动，便于精确的调整取样角度，减小取样误差，保证后序试验结果的准确性。3、本专利技术的刃口减小了取样管与岩体的接触面积，便于取样管更好的钻入到岩体内，省时省力；刃齿类似拉锯原理，刃齿可更加顺利的在取样管径向上钻入岩体。附图说明图1是本专利技术的主视图。图2是图1的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种准确获取岩体结构面的电动取样装置，其特征在于，包括底座(1)，底座的顶部设置有垂直于底座的支撑杆，支撑杆的端部通过方向舵(2)连接有支板(3)，方向舵用于驱动支板在竖直方向和水平方向上转动；/n支板上滑动的连接有手电钻(4)，支板上设置有滑轨(17)，手电钻上设置有与滑轨匹配的滑槽；手电钻(4)通过连杆(5)与中空的圆柱形取样管(6)相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种准确获取岩体结构面的电动取样装置，其特征在于，包括底座(1)，底座的顶部设置有垂直于底座的支撑杆，支撑杆的端部通过方向舵(2)连接有支板(3)，方向舵用于驱动支板在竖直方向和水平方向上转动；
支板上滑动的连接有手电钻(4)，支板上设置有滑轨(17)，手电钻上设置有与滑轨匹配的滑槽；手电钻(4)通过连杆(5)与中空的圆柱形取样管(6)相连。


2.如权利要求1所述的一种准确获取岩体结构面的电动取样装置，其特征在于，所述底座上设置有垂直于底座的固定钉(7)。


3.如权利要求2所述的一种准确获取岩体结构面的电动取样装置，其特征在于，所述固定钉(7)与底座(1)螺纹连接。


4.如权利要求1所述的一种准确获取岩体结构面的电动取样装置，其特征在于，在所述连杆(5)与取样管(6)之间设置有连接筒(8)；连接筒(8)上设置有透明的观察窗(9)。


5.如权利要求44所述的一种准确获取岩体结构面的电动取样装置，其特征在于，所述取样管(6)与连接筒(8)螺纹连接，连接筒上设置有固定取样管与连接筒的第一螺栓。


6.如权利要求1所述的一种准确获取岩体结构面的电动取样装置，其特征在于，所述取样管端部设置有刃口(10)，刃口上设置有刃齿(11)。


7.如权利要求1所述的一种准确获取岩体结构面的电动取样装置，其特征在于，所述支撑杆包括至少两个套接的支杆，相邻支杆之间活动连接；相邻两个支杆连接的部位设置有固定套(12)，固定套上设置有用于固定相邻两个支杆的第二螺栓。


8.如权利要求1所述的一种准确获取岩体结构面的电动取样装置，其特征在于，所述方向舵(2)包括布置在支板底部的轴承座(13)和布置在轴承座上用于制动的轴销，轴承座上设置有两个与支撑杆直径匹配的耳板(20...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅稚平，胡亚东，王能峰，马金根，李青春，
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