本发明专利技术提供一种两瓣式原状环形土样取样装置及取样方法。所述取样装置包括第一外环刀、内环刀、第二外环刀和下盖板，所述下盖板上设有同圆心的第一环壁和第二环壁，所述第一环壁和第二环壁之间形成环槽，所述第一外环刀与第二外环刀在所述环槽中对接，所述内环刀在所述环槽中并相对于第一外环刀与第二外环刀靠内设置；所述第一外环刀与内环刀之间间隔形成用于放置土样的第一腔体，所述第二外环刀和内环刀之间间隔形成用于放置土样的第二腔体。本发明专利技术不仅可在现场制取完整环形试样，还具有良好的抗扰动性能，维持原状土的天然结构特征。维持原状土的天然结构特征。维持原状土的天然结构特征。
【技术实现步骤摘要】
一种两瓣式原状环形土样取样装置及取样方法
[0001]本专利技术涉及滑坡灾害领域大型环剪试验
，尤其涉及一种两瓣式原状环形土样取样装置及取样方法。
技术介绍
[0002]环剪试验是一种扭转剪切试验，可用于研究大位移条件下土体抗剪能力，能较好测定剪切面生成后土体残余强度，分析土体破坏后的强度衰减变化规律。
[0003]随着试验技术的进步，环剪仪的研发进入相对活跃期，并逐渐趋于大型化、自动化和多功能化，可开展复杂应力条件下的环剪试验，常应用于滑坡灾害机理与滑坡运动过程研究中，用于探明滑带土抗剪能力、残余强度变化及边坡破坏模式需要开展系统的复杂应力条件下的环剪试验。
[0004]但由于获取原状土样的配套装置不成熟，环剪试验所用土样多为扰动样，土体天然结构特征丧失，因此试验结果与原状试样结果存在较大差异，特别是大型环剪试验。
[0005]为获取合理、正确的力学参数往往需要开展大型环剪试验，而原状试样取样装置是大型环剪试验成功的关键。因此，设计一种能够在实际边坡现场应用的大型环剪试验原状环形土样取样装置则显得十分迫切和需要。
[0006]大型多功能环剪试验研究不仅可以最大限度的还原现场地质条件，还可以再现滑坡滑动过程。目前大型多功能环剪试验研究相对较少，且无配套的原状环形试样取样装置。与此同时，已有环刀取样尺寸小，无法满足环形取样需求。
技术实现思路
[0007]为满足试验所用土样尺寸及形状要求，本专利技术的目的在于提供一种两瓣式原状环形土样取样装置及取样方法，不仅可在现场制取完整环形试样，还具有良好的抗扰动性能，维持原状土的天然结构特征。
[0008]本专利技术的技术方案是：一种两瓣式原状环形土样取样装置包括第一外环刀、内环刀、第二外环刀和下盖板，所述下盖板上设有同圆心的第一环壁和第二环壁，所述第一环壁和第二环壁之间形成环槽，所述第一外环刀与第二外环刀在所述环槽中对接，所述内环刀在所述环槽中并相对于第一外环刀与第二外环刀靠内设置；所述第一外环刀与内环刀之间间隔形成用于放置土样的第一腔体，所述第二外环刀和内环刀之间间隔形成用于放置土样的第二腔体。
[0009]上述方案中，设计内环刀和外环刀，并将外环刀设计为两瓣式结构。不仅可在现场制取完整环形试样，还具有良好的抗扰动性能，维持原状土的天然结构特征。
[0010]优选的，所述两瓣式原状环形土样取样装置还包括具有内环孔的第二定位环板和具有内环孔的第一定位环板，所述第一外环刀设于第一定位环板的下端，所述第二外环刀设于第二定位环板的下端，所述第二定位环板水平位于下盖板的上方，所述第二定位环板贴合于第一定位环板的上表面，所述内环刀设于第一外环刀和第二外环刀的内环孔中。
[0011]优选的，所述两瓣式原状环形土样取样装置还包括连接板，所述内环刀的内壁上设有与所述连接板卡接的卡槽，所述连接板与第二定位环板上表面贴合连接。通过连接板将第二外环刀上的第二定位环板与第一外环刀上的第一定位环板上下贴合连接，内环刀与连接板卡接，能够保证试样的密封性。
[0012]优选的，所述第一环壁的直径大于第二环壁的直径，所述第一环壁的高度低于第二环壁的高度；所述第一外环刀和第二外环刀靠近第一环壁设置，所述内环刀靠近第二环壁设置。通过环壁在环刀远离定位环的一侧形成封盖，利于土样的存储，并保证环状土样的完整性。
[0013]优选的，所述第一外环刀和第二外环刀靠近第一环壁的侧壁下端设有第一环刀刃口，所述内环刀靠近第二环壁的侧壁下端设有第二环刀刃口，所述第一环刀刃口和第二环刀刃口向相互靠近的一侧倾斜。所述第一环刀刃口和第二环刀刃口利于切削原状土体，使取样装置具有较好的抗扰动性，从而保证所取土样的完整性。
[0014]优选的，所述第一外环刀和第二外环刀分别与第一环壁的内壁面接触，所述内环刀与第二环壁的外壁面接触。接触设置能提高密封性。
[0015]优选的，所述内环刀与第二环壁螺纹连接。通过螺纹连接，使内环刀与下盖板形成整体，能保证土样的整体性和密封性。
[0016]优选的，所述两瓣式原状环形土样取样装置还包括压板，所述压板为环形，置于所述环槽内并与第二定位环板的下表面贴合。
[0017]为了削除多余土体，将压板放置在块状土体上方位置，并以压板为边界，这样再下压第一外环刀和第二外环刀时，能保证外环刀内腔填充土体，利于原状环刀土样的制成。
[0018]优选的，所述第二环壁的顶部设有封板，所述封板封盖所述第二环壁形成圆台结构。所述封板与第二环壁连接能增加整体结构稳定性。
[0019]本专利技术还提供一种上述两瓣式原状环形土样取样装置的取样方法，包括：
[0020]1)清除土层表面的土体，再制成块状土样；
[0021]2)分别用第一外环刀和第二外环刀对块状土样进行环形切线，以制成原状环刀土样；此时，所述第一外环刀和第二外环刀在原状环刀土样的外部对接
[0022]3)将原状环刀土样的中部挖空；再在该挖空位置下压内环刀，直至形成环状土样；
[0023]4)将内环刀、第一外环刀和第二外环刀放置在下盖板的环槽中，使环状土样封闭在第一腔体和第二腔体中。
[0024]优选的，陶土台上设有开孔，步骤2进行挖空时，土样从陶土台的开孔的底部漏出。从下部漏出土体，一方面不影响需要收集的土体，另一方面，方便操作。
[0025]与相关技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0026]一、所述两瓣式原状环形土样取样装置，可组装拆卸的两瓣式外环刀、以及内环刀设计，可制取完整环形原状土样；内、外环刀均设有刃口，方便切削试样，且可有效降低切削过程中原状试样的结构损伤；
[0027]二、通过连接板将第二外环刀上的第二定位环板与第一外环刀上的第一定位环板上下贴合连接，内环刀与连接板卡接，能够保证试样的密封性；
[0028]三、所述两瓣式原状环形土样取样装置制作成本低，结构型式简单，可由厂家进行标准化生产。
附图说明
[0029]图1为本专利技术提供的两瓣式原状环形土样取样装置的立体结构示意图；
[0030]图2为本专利技术提供的两瓣式原状环形土样取样装置的内部结构示意图；
[0031]图3为图1的俯视示意图；
[0032]图4为第一定位环板与第一外环刀的正视的连接结构示意图；
[0033]图5为第一定位环板与第一外环刀的俯视的结构示意图；
[0034]图6为第二定位环板与第二外环刀的正视的连接结构示意图；
[0035]图7为第二定位环板与第二外环刀的俯视的结构示意图；
[0036]图8为环状土样的结构示意图。
[0037]附图中：1、螺栓；2、环刀耳；3、连接板；4、插销；5、第一外环刀；6、内环刀；7、第二外环刀；8、下盖板；9、第二定位环板；10、压板；11、第一定位环板；12、环状土样；13、第一环刀刃口；14、外螺纹；15、缺口；16、螺纹孔；17、通孔；18、第一腔体；19、第二腔体；20、第二环刀刃口；81、第一环壁；本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种两瓣式原状环形土样取样装置，其特征在于，包括第一外环刀(5)、内环刀(6)、第二外环刀(7)和下盖板(8)，所述下盖板(8)上设有同圆心的第一环壁(81)和第二环壁(82)，所述第一环壁(81)和第二环壁(82)之间形成环槽(83)，所述第一外环刀(5)与第二外环刀(7)在所述环槽(83)中对接；所述内环刀(6)在所述环槽(83)中并相对于第一外环刀(5)与第二外环刀(7)靠内设置；所述第一外环刀(5)与内环刀(6)之间间隔形成用于放置土样的第一腔体(18)，所述第二外环刀(7)和内环刀(6)之间间隔形成用于放置土样的第二腔体(19)。2.根据权利要求1所述的两瓣式原状环形土样取样装置，其特征在于，还包括具有内孔的第二定位环板(9)和具有内孔的第一定位环板(11)，所述第一外环刀(5)设于第一定位环板(11)的下端，所述第二外环刀(7)设于第二定位环板(9)的下端，所述第二定位环板(9)水平位于下盖板(8)的上方，所述第二定位环板(9)贴合于第一定位环板(11)的上表面，所述内环刀(6)设于第一外环刀(5)和第二外环刀(7)的内孔中。3.根据权利要求1所述的两瓣式原状环形土样取样装置，其特征在于，还包括连接板(3)，所述内环刀(6)的内壁上设有与所述连接板(3)卡接的卡槽，所述连接板(3)与第二定位环板(9)上表面贴合连接。4.根据权利要求1所述的两瓣式原状环形土样取样装置，其特征在于，所述第一环壁(81)的直径大于第二环壁(82)的直径，所述第一环壁(81)的高度低于第二环壁(82)的高度；所述第一外环刀(5)和第二外环刀(7)靠近第一环壁(81)设置，所述内环刀(6)靠近第二环壁(82)设置。5.根据权利要求4所述的两瓣式原状...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙宁，易魁，李尚高，刘小岩，戴福初，陈炳兴，张志红，谭晔，余政兴，汤冠雄，
申请(专利权)人：华能澜沧江水电股份有限公司北京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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