[发明专利]一种人工冻结土电动推土器及推土方法

说明书

一种人工冻结土电动推土器，包括支撑及控制部分、保温及反力架部分和动力部分；所述支撑及控制部分中，支撑架为设备承重主体，升降控制器固定在支撑架上，通过电线与电源相连；所述保温及反力架部分中，四根支撑架固定在支撑架面的四角，两块方板固定在四根支撑架，每个固定环设置于两块方板内侧中心孔处，不同型号保温筒通过固定环固定在方板之间，所述保温筒内放置取样筒；所述动力部分中，升降机构位于支撑架上，所述升降机构的动作端与顶头连接，所述顶头位于取样桶的下方。以及提供一种人工冻结土电动推土方法。本发明有效保持了低温环境减小推土过程中对土样的扰动，简化步骤，减少用时，易于操作与维护。

技术领域

本发明属于土木工程土工试验领域，尤其是一种适合不同型号冻结原状土取出用薄壁推土器及推土方法。

背景技术

冻结法是利用人工制冷技术，使地层中的水结冰，把天然岩土变成冻土，增加其强度和稳定性，隔绝地下水与地下工程的联系，以便在冻结壁的保护下进行井筒或地下工程掘砌施工的特殊施工技术。最早用于俄国金矿开采，后由德国工程师用于煤矿矿井建设获得专利技术趋于成熟，现在已广泛应用于地铁、深基坑、矿井建设等工程中。

在工程实践中，不同地区不同种类及不同深度的土在冻结后其物理力学性质也千差万别，因此我们需要通过实验来了解冻结土的具体力学性质。从现场取回的土样通常密封冷藏保存于不同型号的试样筒中以保持其温度含水率，实验时根据需要采用推土器将土样取出。在推土过程中，土样由于温度变化和外力推动又有可能融化受到扰动物理性质发生改变。目前主要采用的推土器型式有：手动推土器，卧式电动推土器，电动液压推土器。手动推土器劳动强度大，工作效率低；卧式电动推土器制作工艺复杂，占地面积大，齿轮易磨损故障率高；电动液压推土器的液压杆容易遭受土中的化学成分侵蚀，土样容易进入液压循环，难以清理并对油泵造成破坏，会对其正常使用造成很大的影响。最关键的是这些推土器并无保温功能，在推土工程中土样极易融化，自身流塑状态发生改变，导致土样受到过大扰动而无法满足实验要求。

因此有必要发明一种冻结法原状土推土器：不但能减少推土过程中对冻结土试样的影响，而且其构造简单，易于操作与维护。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种人工冻结土电动推土器及其推土方法，在传统推土器基础上增加了保温结构，简化构造，减小占地面积，适合于实验室使用；操作步骤简单，各部件便于清理维护，提高工作效率减少对原状土的扰动，并能够适用于不同规格型号的试样筒。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种人工冻结土电动推土器，包括支撑及控制部分、保温及反力架部分和动力部分；

所述支撑及控制部分包括支撑架和升降控制器，所述支撑架为设备承重主体，所述升降控制器固定在支撑架上，通过电线与电源相连；

所述保温及反力架部分包括四根支撑架、两块方板、保温筒及两个固定环，所述四根支撑架固定在支撑架面的四角，两块方板固定在四根支撑架，每个固定环设置于两块方板内侧中心孔处，不同型号保温筒通过固定环固定在方板之间，所述保温筒内放置取样筒；

所述动力部分包括顶头和用于带动顶头上下伸入或远离取样桶的升降机构，升降机构位于支撑架上，所述升降机构的动作端与顶头连接，所述顶头位于取样桶的下方。

进一步，所述升降机构包括电机和推杆，所述电机通过螺栓固定在支撑架面上，所述电机位于方板下方，所述电机通过电线与升降控制器相连，所述推杆的齿条面与电机输出轴连接的齿轮啮合，所述推杆下部穿过控制台面向下延伸，所述推杆的下端与导向片固定连接，所述导向片的导向孔空套在延伸下来的支撑杆上，顶头固定在推杆上端，所述推杆与方板的圆孔、支撑架面的圆孔同心。

再进一步，所述保温筒内径比取样筒大，保证取样筒可放入，保温筒两头有通过螺纹连接的盖，盖的孔径与取样筒相同，保证推土过程中取样筒与保温筒不会发生相对运动。