[发明专利]一种滑带土原状取土器

说明书

技术领域

本发明属于原状土取土技术领域，涉及一种滑带土原状取土器。

背景技术

原状土取土技术向来是土工研究中的一个难题。上世纪四十年代，国际土力学基础工程协会就组织成立了取土技术专门委员会，广泛探索解决各类土取样难题的技术。1979年7月国际土力学会在新加坡召开了关于取样国际座谈会，针对各类土取样困难问题进行了讨论。我国分别于1980年和1985年召开了两次取土技术及取土器专题学术讨论会，先后颁布了《原状土取样技术标准》和《建筑工程地质勘探与取样技术规程》等国家和行业标准。在我国工程地质勘查中，目前最常用的原状土取样方法是在勘探钻孔中使用取样器采取，这种方法用于采取层状分布且厚度较小的软弱土原状样品存在困难。

在滑坡研究中，获取滑带土真实的物理力学指标是十分必要的。实际中滑带土常揭露于探井、探槽、抗滑桩桩孔或隧道内，在这些场合采用自土表横向钻进采取滑带土的方法是比较可行的。此外，在实际地质调查过程中经常会遇到天然或人工的地质断面，如果能在这些具有临空面的地质单元获取原状土，可大大减轻取样工作量。

因而开发一种既能采取滑带土等软弱带状土，又能采取一般野外地质断面土样，且兼适于横向钻进和竖向钻进取土的原状取土器是十分有意义的。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种滑带土原状取土器，即可适用于采取滑带土原状样又可用于采取一般野外地质断面原状土，兼适于横向钻进和竖向钻进取土。

本发明是通过以下技术方案来解决上述技术问题：

一种滑带土原状取土器，其特征在于：主要包括用于固定土体的底板，内管，以及套设在内管外部且与内管间隙配合的套管；套管上端连接顶板，下端连接底板；内管与套管等长并能够沿套管上下移动；内管包括中间部分由内及外套置的衬管和取样管，上部的废土管、以及下端的管靴；废土管顶部封闭并设有单向排气阀；顶板中心开孔且传力齿条由顶板开孔穿出，传力齿条两侧面均设置外齿；两个圆柱齿轮对称设置在顶板上且分别与传力齿条两侧面外齿啮合；传力齿条稍长于套管且下端与废土管连接；各圆柱齿轮轮轴上均固定有一个棘轮扳头，圆柱齿轮与棘轮扳头同轴，且转动方向和角速率一致；棘轮扳头末端各套入一根手柄。

按上述技术方案，棘轮扳头均采用双向棘轮，各棘轮设有调整棘轮止回方向的换向键。

按上述技术方案，两棘轮扳头分别位于两个圆柱齿轮的不同轴端，使两手柄形成错位交叉。

按上述技术方案，所述的套管两端均设有法兰盘，套管通过法兰螺栓将法兰盘分别与底板和顶板连接。

按上述技术方案，底板上设置若干钎孔，钢钎经过钎孔打入土体中并由蝶形螺母在底板上表面进行固定。

按上述技术方案，传力齿条底端与内管在废土管顶部采用螺纹连接；传力齿条由一根双面齿条加工而成。

按上述技术方案， 圆柱齿轮与传力齿条宽度相等。

本发明提供的滑带土原状取土器，在采取滑带土原状样时，通过人力操控对称手柄输入动力，带动传力齿条传递轴向推进力和轴向拉力，通过下压手柄提供轴向推进力将取样管压入土中，并通过人力抬升手柄提供轴向拉力，以此来实现运动状态的改变。 

钻土取样时，调整好棘轮止回方向后，双手操纵手柄错位交叉向下压，带动棘轮扳头作相同方向的运动，棘轮扳头带动圆柱齿轮转动，通过齿轮齿条机构将手柄下压外力转换为两个互相平行、方向相同的轴向推力，传递到废土管顶部，使内管相对套管向下运动，此时单向排气阀接通；如此往复多次，将取样管压入土中；

操作换向键改变棘轮止回方向，双手抬升手柄，带动棘轮扳头反方向的转动，进而带动圆柱齿轮反方向转动，通过齿轮齿条机构将手柄抬升外力转换为两个互相平行、方向相同的轴向拉力，传递到废土管顶部，使内管相对套管向上运动，此时单向排气阀封闭并形成负压，内管中的土样在管靴处被拉断；此后往复多次抬升手柄，将内管从土中拔出，实现原状取土。

本发明滑带土原状取土器的反力装置由底板和钢钎组成。底板依照功能设置有钎孔、法兰螺栓、导向孔，分别用于配合钢钎、套管、内管。通过一定数量和长度的钢钎穿过钎孔打入土中来固定底板。钢钎上部攻螺纹，配合蝶形螺母将底板固定在取土表面。固定后的底板可提供反力和反力偶，防止取土器串动。钎孔直径设计成适当大于钢钎断面直径，钢钎可向不同方向倾斜打入，便于适应狭小的空间和不同的地形，同时保护欲取土体。