[发明专利]便携式浅层软土原状取样装置及取样方法

说明书

本发明公开了一种便携式浅层软土原状取样装置及取样方法。针对高含水率软土在取样时容易沿取样器内壁滑落；原状土柱在修整、分离和后处理过程中易被扰动；取样器内腔难以清理等问题，提出解决方法。该取样装置包括取样器、定位器和分离器。通过取样杆、转向座、传力座和取样筒实现顺利取样，利用活塞和挡板在传力座内腔产生负压，防止土样滑落。通过对开内衬管和分离器实现土柱的修整、分离和封装。方法方案：去除表层杂土，组装取样装置，将取样器压入特定深度；随后提起取样杆，使传力座内腔封闭；将取样器旋出，拆下取样筒，用分离器将内衬管推出，加盖封装。本装置结构简单、操作方便，取样扰动小、效率高。

技术领域

本发明涉及一种取样装置及取样方法，尤其是一种便携式浅层软土原状取样装置和取样方法。属岩土工程领域，适用于岩土工程勘察表层和浅层原状取土，也适用于土工试验及科研用浅层原状土取样。

背景技术

原状土取样是岩土工程勘察以及科学研究的基础内容。原状土由于其特有的结构性以及物理力学性质，成为土质学、土力学、工程地质学、土壤学等学科科学研究的要件。也正因为其独特复杂的工程力学性质，在原状土的取样过程中要尽量减少扰动，保证其天然结构不受破坏，如何快速且无扰动的采取原状样，是保证工程地质调查和科学试验研究准确性与可靠性的前提。

新近沉积软土，因其特殊复杂的力学性质和较高的致灾性，具有非常重要的科学意义和实用价值。但由于其高含水率、大孔隙比、高压缩性、灵敏度高，取样过程中易被扰动；处于流塑和软塑状态的软土在取土过程中极易沿取样器内壁滑落；且土样在与取样器分离、以及土样封存过程中极易被扰动。因而亟需一种高效简易的取样装置，一套依托取样装置而形成的快速可靠的取样方法，解决浅层软土原状样取样难的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，针对目前高含水率浅层软土在取样时容易沿取样器内壁滑落；原状土柱在修整、分离的过程中易被扰动；取样器内腔难以清理等问题，提出解决方法。保证取样器离开取土面时，土样不会因含水量高的特性从取样器内掉出。减小土样在采集、分离和封存过程受到的扰动。该装置构造简单，操作简便，方法简单，易于掌握。实现了试样采样-试样分离-试样封存一体化，具有广阔的应用前景。

为实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案。

便携式浅层软土原状取样装置，主要包括取样器、定位器和分离器。

取样器包括把手、取样杆、转向座、传力座、活塞、挡板和取样筒。取样杆上端设置把手，取样杆下端与转向座、活塞一体化焊接，转向座下端为传力座，传力座顶部设置卡槽和活塞孔，转向座嵌入传力座卡槽并可沿卡槽上下滑动，活塞插入传力座内且与传力座滑动连接。活塞底端与挡板通过螺纹连接固定。传力座锥面的四个方向对称设置有排气孔，与传力座内腔贯通。排气孔的出口处对应设置挡片，挡片与传力座锥面铰接且恰好能覆盖排气孔。传力座底端通过螺纹与取样筒连接固定，取样筒内为有机玻璃制成的对开内衬管，内衬管紧贴取样筒内壁，通过上端的中空塑料板和下端的插销固定，取样筒下端为缩口段。

定位器包括水平台和支架，水平台的限位孔与取样筒外壁紧密贴合，水平台面板上有一横一纵两个水平泡，可以确定水平台是否水平。三角形支架与水平台通过定位螺孔连接，支架一端设置脚片，支架与支架、支架与地面之间通过长销钉穿过脚片连接固定。

分离器包括底板、固定筒、支撑环、推土板、螺杆和手摇柄。底板的一侧设置固定筒，固定筒一端设置螺纹，可与取样筒通过螺纹固定连接，筒内设置螺纹孔道，可以确保螺杆的旋进与后缩。螺杆穿过固定筒，一端与推土板固定连接，另一端与手摇柄固定连接。底板的另一侧设置支撑环，用于支撑取样筒。摇动手摇柄使螺杆旋进，通过推土板前进即可推出取样筒中的内衬管和土样。

所述转向座可以嵌入传力座的卡槽内，转向座可以在卡槽内上下滑动，通过取样杆旋转转向座可以带动传力座及取样筒转动，实现取样器整体的旋转。