[发明专利]一种原状土取样装置及取样方法

说明书

技术领域

本申请属于岩土工程领域中的大直径原状土取土技术，涉及一种原状土取样装置及取样方法。

背景技术

在岩土工程领域，土力学是一门极其重要的学科，也是岩土工程方向科学研究的理论基础，土力学的产生和研究是建立在试验的基础之上，现代的土工室内试验多是建立在小尺寸的土样基础上，使得试验的尺寸效应较大，所得数据不够真实准确。因为现用原状土取样装置多数安装于钻机上进行取样，钻机的大小决定了取土装置的取样大小， 因钻机不能做到很大，所以现用原状土取样装置多为小直径原状土的取样。例如申请号为CN201210534424.7，发明名称为带支架的衬管式原状土取土器的中国专利，虽然其没有以钻机为动力，采用搬手和丝杠将取土器主体旋入土体中，其存在的缺点是取土器土体进入土体时阻力大，压土费力，且其取土深度有限，不能取大直径的土样；

再例如申请号为201210279422.8，发明名称为一种野外地质断面原状土取土器的中国专利，通过人力摇动手摇柄一个动力输入端输入动力，以此来实现钻具的旋转及轴向的进给后退运动，其存在的缺点是取土器土体进入土体时阻力大，压土费力，没有设置单独的取样管，不方便多次取土，也不方便从取土器中将土样取出，且构造较复杂，也不能取大直径的土样。

发明内容

本申请的目的就是提供一种原状土取样装置及其取样方法，本装置及方法简单，便于野外操作，可以有效地取处大直径原状土，为科研需要提供方便。

本申请的目的是通过以下技术方案实现的：

一种原状土取样装置，包括一个取土器头，所述取土器头上具有一个用于连接提拉杆的连接部，提拉杆的头部为向上限位部、提拉杆的尾部用于连接动力机构，提拉杆头部与尾部之间的主体上还具有一个向下限位部，提拉杆于取土器头的连接部中能够上下移动，且向上移动时受提拉杆向上限位部的限制，向下移动时受向下限位部的限制；

取土器头下端通过螺纹连接于护筒的外壁，土器头下端设置有内螺纹，护筒的外壁开设有与该内螺纹匹配的外螺纹，护筒内设置有一个取样筒，取样筒的顶端具有一个向筒外伸出的外缘，该外缘设置于护筒的顶端与取土器头之间，通过护筒与取土器头之间的螺纹连接，将取样筒的外缘固定于护筒与取土器头之间，从而将取样筒固定于护筒内。

本发明所述取样筒是不锈钢材料制成的薄壁筒状结构。

一种原状土取样装置的取样方法，包括以下步骤：

第一步：确定原状土取土位置，对场地进行清理，除去根系发达、结构松散的土层；

第二步：将原状土取样装置放置于待取土位置，将原状土取样装置的提拉杆尾部与动力机构连接，利用动力机构将原状土取样装置打入土中，直至原状土取样装置的取样筒没入土体中的深度达到取样要求；

第三步：在原状土取样装置的提拉杆尾部连接圆形转盘，通过人力转动圆形转盘，圆形转盘通过提拉杆传力使原状土取样装置转动，在转动扭力作用下，使取样筒中的土样与下方土体扭断分开；

第四步：将圆形转盘连接到带有定滑轮的三脚架上，向上提拉圆形转盘将原状土取样装置从土体中提出；

第五步：将原状土取样装置拆分开，取出装有原状土的取样筒，即得原状土样，根据需要选择是否将原状土外部的取样筒拆除；若要继续取样，另取一个未装土的取样筒组装于原状土取样装置中进行取样，或者用拆下来的取样筒继续取样。

采用上述方案后，本发明具有如下技术效果：

本发明所述的原状土取样装置取样筒中用于盛装土样，内部土样与取样筒一起进出土体，并一体被作为土样，方便从取土器主体中取土，实验过程中可以剔除外部取样筒，也可以根据需要保留取样筒，能有效的保护取样筒及内部的土样，可以很好的保证土样的原状性；而且取样筒于护筒内为螺纹可拆卸连接，方便更换取样筒，进行多次取样。本发明结构简单，受力传力明确，可以将取样筒设计制作成大直径用于取大直径的土样，而不会增加太多成本。

本发明装置在取样时，利用动力装置在提拉杆上击打，从而将取土器打入土体中，方便将取土装置打入土体中，压土不费力，向上提拉提拉杆就可以方便地将取土器从土体中取出。

附图说明

图1为本发明所述原状土取样装置的结构示意图；

图2为图1的俯视结构示意图；

图3为提拉杆的结构示意图；

图4为取土器头的结构示意图；

图5为取样筒的结构示意图；

图6为护筒的结构示意图；

图7为圆形转盘的结构示意图；

图8为取土过程示意图。