一种原状土取样保存系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种原状土取样保存系统及方法，所述原状土取样保存系统包括：钻孔装置、空心钻杆、侧向取样装置、测温件、应力检测件、存储机构以及温压施加装置；本申请中，通过侧向取样装置对孔内侧向的土体进行取土，降低对土体的扰动，对孔内侧向进行取样，可以在同一土层进行多次取样，提高取样效率，并通过测温件检测所取土样的土体环境温度，通过应力检测件检测土体环境应力，再转移至存储机构内，温压施加装置向存储机构内土样施加压力以及温度，对所取的土样进行恒温恒压保存，最大程度模拟土样原有的土体环境，使土样保持原有状态，以便于土样的保存，提高了土样的取土质量，使土样经长时间保存而保持原有的结构性质，以降低试验误差。降低试验误差。降低试验误差。

【技术实现步骤摘要】
一种原状土取样保存系统及方法


[0001]本专利技术涉及岩土工程
，特别涉及一种原状土取样保存系统及方法。

技术介绍

[0002]随着城市发展，地下工程的建设也随之增多，如地铁、地下商场、人防设施等等。在地下工程进行建设之前，需要对工程所处环境的地质条件进行详细的勘察，而地质勘察的重中之重就是详细了解土体的物理力学性质。
[0003]而现有的工程中常采用钻孔取样的方式获取原状土，但此种方式在同一钻孔内的相同深度的土层中仅仅只能获取一个试样，且在试验中，对于试样，要尽可能的保证原状土的结构性，对于试验周期相对较长的情况，现有技术中对于土样的保存，传统的原状土试样的保存方式往往是将土样暴露于大气中，或仅通过密封保存，对于保持土样结构不利，导致试验误差较大。
[0004]因此，现有技术还有待改进和提高。

技术实现思路

[0005]鉴于上述现有技术的不足之处，本专利技术的目的在于提供一种原状土取样保存系统及方法，旨在通过对钻孔内侧向土体进行无扰动取样并进行恒温恒压保存，提高原状土试样的取土质量以及保存质量，以便于降低试验误差。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采取了以下技术方案：
[0007]第一方面，一种原状土取样保存系统，其包括钻孔装置，所述钻孔装置包括空心钻杆，其特征在于，其还包括：
[0008]侧向取样装置，设置于所述空心钻杆下端，所述侧向取样装置用于孔内侧向取样；
[0009]测温件，布置于所述侧向取样装置内，并用于测量所取土样温度；r/>[0010]应力检测件，布置于所述侧向取样装置内，并用于测量所取土样应力；
[0011]存储机构，布置于地面，用于保存所取土样；
[0012]温压施加装置，布置于所述存储机构上，并用于调控所述存储机构内的温度和压力。
[0013]作为进一步的改进技术方案，所述侧向取样装置包括：
[0014]固定机构，设置于所述空心钻杆下端，且所述固定机构上开设有槽口；
[0015]土体收集槽，布置于所述槽口内，所述土体收集槽内布置有所述测温件以及所述应力检测件；
[0016]切割组件，设置于所述土体收集槽的开口一侧，并用于切割土体；
[0017]多个液压缸，间隔布置于所述固定机构内，并与所述土体收集槽相连接，所述液压缸用于推动所述土体收集槽沿槽口滑动，以驱动所述土体收集槽收集土样；
[0018]成型机构，布置于所述固定机构内，并位于所述土体收集槽上方，所述成型机构用于将所述土体收集槽内的土样固定成型；
[0019]提升机构，布置于所述空心钻杆内，并沿所述空心钻杆轴向移动，所述提升机构用于将所述成型机构成型的土样提升至地面。
[0020]作为进一步的改进技术方案，所述切割组件包括：
[0021]两个电动切割滑轨，布置于所述土体收集槽开口一侧相对立的两个面上；
[0022]电动切割滑块，卡接于所述电动切割滑轨内，并沿所述电动切割滑轨滑动；
[0023]切割刀，设置于两个所述电动切割滑块之间，并用于切割土体。
[0024]作为进一步的改进技术方案，所述固定机构包括：
[0025]壳体，所述壳体呈圆柱形，所述壳体上开设有所述槽口；
[0026]两个固定器，分别设置于所述壳体的两端，且所述固定器内周向间隔布置有多个电动伸缩件，所述电动伸缩件上连接有附着板，所述电动伸缩件用于驱动所述附着板伸缩，以固定至孔壁内；
[0027]多个滑轨，间隔布置于所述槽口内，且多个所述滑轨用于供所述土体收集槽滑动。
[0028]作为进一步的改进技术方案，所述土体收集槽上端开设有成型口，所述成型机构包括：
[0029]土样固定板，布置于所述土体收集槽上端，且所述土样固定板上端同样开设有所述成型口；
[0030]成型管，卡接于所述成型口内；
[0031]两个电动滑轨，分别设置于所述壳体内壁；
[0032]电动滑块，卡接于所述电动滑轨内，并沿所述电动滑轨滑动；
[0033]夹爪，通过微型电机转动连接于所述电动滑块上，所述夹爪用于抓取所述成型管；
[0034]两个溶液仓，分别设置于所述土体收集槽的两侧，并与所述成型口相连通；
[0035]其中，所述夹爪抓取所述成型管后，所述电动滑块带动所述夹爪沿所述电动滑轨移动，以驱动所述成型管压取成型土样。
[0036]作为进一步的改进技术方案，所述提升机构包括：
[0037]抓取器，布置于所述空心钻杆内，并用于抓取装载有土样的成型管；
[0038]拉绳，固定于所述成型管抓取器上端，并用于将抓取有所述成型管的抓取器拉至地面。
[0039]作为进一步的改进技术方案，所述土体收集槽上与收集槽口相对立的一端为分离式的推板，所述推板通过电动锁件与所述土体收集槽相卡接。
[0040]作为进一步的改进技术方案，所述存储机构通过多个隔板分隔呈多个存储仓，所述存储仓上设置有所述温压施加装置，所述温压施加装置用于调控所述存储仓内的温度与压力，所述温压施加装置包括：
[0041]应力施加机构，布置于所述存储仓上端，并用于向所述成型管内土样施加压力；
[0042]温控机构，布置于所述存储机构的一侧，并与所述存储仓相连通，所述温控机构用于控制所述存储仓内温度。
[0043]作为进一步的改进技术方案，所述应力施加机构包括：
[0044]密封盖，布置于所述存储仓上端，并与所述存储仓配合形成密封；
[0045]第一驱动件，设置于所述密封盖的上端；
[0046]加压盖，布置于所述金属管内，并与所述第一驱动件相连接；
[0047]温度传感器，设置于所述密封盖上，并用于检测所述存储仓内温度；
[0048]其中，所述第一驱动件用于驱动所述加压盖轴向移动，以向所述金属管内的土样施加应力。
[0049]作为进一步的改进技术方案，所述温控机构包括：
[0050]集水室，布置于所述存储机构的一侧；
[0051]制热组件，布置于所述集水室内；
[0052]制冷组件，布置于所述集水室内；
[0053]水泵组件，布置于所述存储机构的一侧，并通过水管与所述集水室以及所述存储仓相连通，所述水泵组件用于将所述集水室的水输送至所述存储仓内；
[0054]阀门，布置于所述存储仓上，并与所述水管相连通，所述阀门用于控制所述存储仓的进水以及排水。
[0055]作为进一步的改进技术方案，一种原状土取样保存系统还包括脱模装置，所述脱模装置包括：
[0056]顶推机构，布置于地面；
[0057]脱管机构，布置于所述顶推机构上端；
[0058]装模机构，布置于所述脱管机构上端；
[0059]其中，所述顶推机构用于将所述土样管内的土样顶推至所述装模机构内。
[0060]作为进一步的改进技术方案，所述顶推机构包括：
[0061]顶推支架；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种原状土取样保存系统，其包括钻孔装置，所述钻孔装置包括空心钻杆，其特征在于，其还包括：侧向取样装置，设置于所述空心钻杆下端，所述侧向取样装置用于孔内侧向取样；测温件，布置于所述侧向取样装置内，并用于测量所取土样温度；应力检测件，布置于所述侧向取样装置内，并用于测量所取土样应力；存储机构，布置于地面，用于保存所取土样；温压施加装置，布置于所述存储机构上，并用于调控所述存储机构内的温度和压力。2.根据权利要求1所述的原状土取样保存系统，其特征在于，所述侧向取样装置包括：固定机构，设置于所述空心钻杆下端，且所述固定机构上开设有槽口；土体收集槽，布置于所述槽口内，所述土体收集槽内布置有所述测温件以及所述应力检测件；多个液压缸，间隔布置于所述固定机构内，并与所述土体收集槽相连接，所述液压缸用于推动所述土体收集槽沿槽口滑动，以驱动所述土体收集槽收集土样；切割组件，设置于所述土体收集槽的开口一侧，并用于切割土体；成型机构，布置于所述固定机构内，并位于所述土体收集槽上方，所述成型机构用于将所述土体收集槽内的土样固定成型；提升机构，布置于所述空心钻杆内，并沿所述空心钻杆轴向移动，所述提升机构用于将所述成型机构成型的土样提升至地面。3.根据权利要求2所述的原状土取样保存系统，其特征在于，所述切割组件包括：两个电动切割滑轨，布置于所述土体收集槽开口一侧相对立的两个面上；电动切割滑块，卡接于所述电动切割滑轨内，并沿所述电动切割滑轨滑动；切割刀，设置于两个所述电动切割滑块之间，并用于切割土体。4.根据权利要求2所述的原状土取样保存系统，其特征在于，所述固定机构包括：壳体，所述壳体呈圆柱形，所述壳体上开设有所述槽口；两个固定器，分别设置于所述壳体的两端，且所述固定器内周向间隔布置有多个电动伸缩件，所述电动伸缩件上连接有附着板，所述电动伸缩件用于驱动所述附着板伸缩，以固定至孔壁内；多个滑轨，间隔布置于所述槽口内，且多个所述滑轨用于供所述土体收集槽滑动。5.根据权利要求4所述的原状土取样保存系统，其特征在于，所述土体收集槽上端开设有成型口，所述成型机构包括：土样固定板，布置于所述土体收集槽上端，且所述土样固定板上端同样开设有所述成型口；成型管，卡接于所述成型口内；两个电动滑轨，分别设置于所述壳体内壁；电动滑块，卡接于所述电动滑轨内，并沿所述电动滑轨滑动；夹爪，通过微型电机转动连接于所述电动滑块上，所述夹爪用于抓取所述成型管；两个溶液仓，分别设置于所述土体收集槽的两侧，并与所述成型口相连通；其中，所述夹爪抓取所述成型管后，所述电动滑块带动所述夹爪沿所述电动滑轨移动，以驱动所述成型管压取成型土样。
6.根据权利要求5所述的原状土取样保存系统，其特征在于，所述提升机构包括：抓取器，布置于所述空心钻杆内，并用于抓取装载有土样的成型管；拉绳，固定于所述成型管抓取器上端，并用于将抓取有所述成型管的抓取器拉至地面。7.根据权利要求6所述的原状土取样保存系统，其特征在于，所述土体收集槽上与收集槽口相对立的一端为分离式的推板，所述推板通过电动锁件与所述土体收集槽相卡接。8.根据权利要求7所述的原状土取样保存系统，其特征在于，所述存储机构通过多个隔板分隔呈多个存储仓，所述存储仓上设置有所述温压施加装置，所述温压施加装置用于调控所述存储仓内的温度与压力，所述温压施加装置包括：应力施加机构，布置于所述存储仓上端，并用于向所述成型管内土样施加压力；温控机构，布置于所述存储机构的一侧，并与所述存储仓相连通，所述温控机构用于控制所述存储仓内温度。9.根据权利要求8所述的原状土取样保存系统，其特征在于，所述应力施加机构包括：密封盖，布置于所述存储仓上端，并与所述存储仓配合形成密封；第一驱动件，设置于所述密封盖的上端；加压盖，布置于所述金属管内，并与所述第一驱动件相连接；温度传感器，设置于所述密封盖上，并用于检测所述存储仓内温度；其中，所述第一驱动件用于驱动所述加压盖轴向移动，以向所述金属管内的土样施加应力。10.根据权利要求9所述的原状土取样保存系统，其特征在于，所述温控机构包括：集水室，布置于所述存储机构的一侧；制热组件，布置于所述集水室内；制冷组件，布置于所述集水室内；水泵组件，布置于所述存储机构的一侧，并通过水管...

【专利技术属性】
技术研发人员：包小华，袁槐岑，陈湘生，崔宏志，沈俊，夏长青，李浚弘，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：