CN105021439B - 一种柱状沉积物原状样推出装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种柱状沉积物原状样推出装置及方法，包括一个可以调节长度的底座、固定装置、电动装置、推土装置及保养装置。根据样品长度和直径的不同，该推土器的底座、推土杆长度可调，样品管反力圈、固定盘和推土盘可以更换。推土器的电动装置连接有速度调节按钮和保护开关，半管托样台为可移动平台，其移动速度可与推土杆速度一致，也可与柱状沉积物的推出速度一致，推土杆通过清洁装置和涂油装置可以进行自动清洁保养。本发明结构合理，便于加工制作，使用时操作方便、可控性强、人为因素影响小，对柱状沉积物原状样品扰动小，适用于各类沉积物原状样品，为沉积物样品物理力学性质或沉积环境演变研究提供可靠的样品。

Description

一种柱状沉积物原状样推出装置及方法

技术领域

本发明涉及一种柱状沉积物原状样推出装置及方法，用于将沉积物原状样品从取样管中推出，并最大程度的保持土体的原状特征，以便进行后续的沉积物分析试验或岩土工程性质分析试验。

背景技术

目前，几乎所有的岩土工程勘察、沉积环境研究等均需通过现场钻孔以获取不同深度的柱状沉积物原状样品，通过对其进行实验室测试、数据分析处理等步骤获得相关数据，为工程的设计、施工和其他科学研究提供数据支撑。因此，取样及推样过程中对原状土体的扰动程度直接决定着试验数据的可靠性。

对于将柱状沉积物原状样品从取样管中推出，目前国内普遍采用的是人工推土、传统卧式推土器推土和直立式推土器推土，而这几种方法均存在一定的不足：

人工推土法操作时不好控制，人为因素干扰大，且劳动强度大，遇到密实的土体甚至无法将其从取样管中推出。

传统简易卧式推土器，结构简单，主要由机械推出装置构成，其速度不可调节，只适用于一定长度范围内的固定直径的取样管；样品推出后需要人工手动接扶，易变形；使用过程中土体易附着在推土杆上，增大阻力影响推土杆旋进；无保护装置，电机易过载烧损；对于含水率较高或长度较大的土样在推出过程中容易发生形变，从而导致原状土发生扰动。

现有的直立式推土器将原状土试样在竖直方向上推出，推出一段切削一段，该方法适宜于中密或密实的无粘性土和硬塑状粘性土，对于疏松的无粘性土以及软塑和流塑状粘性土不适宜，土样会在垂直推出过程中在自身重力作用下形变扰动，对于海洋环境下饱水的浅表层未固结沉积物更是不能使用。同时推出一段切削一段的方式，不利于保持柱状沉积物样品的整体特征，给沉积环境方面的研究带来不便。

综上所述，现有推土器和推土方法均会对原状土产生不同程度的扰动，从而对土样的实验室测试分析数据产生影响，不能正确反映土体的物理力学性质或沉积环境演变特征。因此，提出一种操作方便、人为因素影响小、适用于各类沉积物原状样品、对柱状沉积物样品扰动小的新型柱状沉积物原状样推出装置，是亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的柱状沉积物原状样推出装置，以弥补现有推土器在技术上的不足。

一种柱状沉积物原状样推出装置，其特征在于该装置包括底座，该底座前端设有取样管反力圈，底座的中部设有半管托样台支撑座与取样管固定座，且半管托样台支撑座位于取样管固定座前侧，底座后部设有推土杆固定座，且所述的取样管反力圈、半管托样台支撑座、取样管固定座与底座之间均为可拆卸结构；所述推土杆固定座用于支撑推土杆，推土杆沿底座的长度方向设置且前端设有推土盘，底座后端还设有推土杆电机、模式选择按钮、速度调节旋钮、设备启动开关，有保护开关设置在推土杆固定座的前侧，底座前端靠近取样管反力圈的位置还设有半管托样台电机，其中半管托样台电机与模式选择按钮串联，然后与推土杆电机并联，上述相互并联后的半管托样台电机、模式选择按钮与推土杆电机，再与速度调节旋钮、设备启动开关、保护开关串联；所述取样管反力圈设有一直径等于取样管内径的穿孔，在穿孔的周围设有取样管卡槽，在取样管卡槽下半部外圆周设有一半圆弧形槽口，该槽口的两侧各设有一排滑珠，并有半管托样台一端穿过取样管反力圈的槽口、另一端由半管托样台支撑座支撑，所述的半管托样台由半管托样台电机进行驱动。

所述底座包括多个中空的长方管、且各个长方管之间为插拔式结构，每个长方管的侧面均设有多个固定孔，并有多个固定栓，固定栓穿过不同固定孔使底座长度固定。

所述推土杆固定座的前端设有清洁装置，后端设有涂油装置。

所述推土杆为多个相互首尾相连的短杆组成，以根据底座和柱状沉积物样品的长度进行连接。

所述取样管反力圈包括穿孔直径为6.5cm、7.2cm、8.6cm、9.4cm、10cm、11cm的取样管反力圈。

所述半管托样台支撑座上端设有一直径等于取样管直径的半圆形凹槽，在半圆形凹槽下部外圆周设有一半圆弧形槽口，该槽口的两侧各设有一排滑珠。

利用上述装置将柱状沉积物原状样推出的方法，其特征在于包括以下步骤：

1、将装置放在平整的地面上，根据取样管的直径选择合适的取样管反力圈和固定座，并将取样管反力圈和固定座固定于底座上；同时根据取样管的直径选择推土盘和合适长度的推土杆，并将推土盘和推土杆进行组装；

2、将沉积物取样管上端卡在取样管反力圈上，下端用固定座进行固定；

3、通过模式选择按钮对半管托样台的移动模式进行选择，通过速度调节旋钮对样品的推出速度进行设定，推样速度在0.1～1.0m/min之间，设定完成后，通过设备启动开关控制设备的运行；

4、样品完全推出后，将半管托样台连同推出的原状样品移走，以进行分样和进一步的试验分析；

5、通过设备启动开关使推土杆和推土盘后退；

6、卸下取样管，进行下一个柱状沉积物原状样品的推出操作或者结束此次操作。

本发明利用了固定装置、推土装置和电动装置，配合底座部分和清洁保养装置，组成了新型柱状沉积物原状样推出装置，从而可以方便快捷的将柱状沉积物原状样从取样管中推出，且尽可能的保持了土体原来的沉积特征。

显然，本发明结构合理，操作方便，便于加工制作，适用于各类沉积物原状样品。配套有不同尺寸的相关部件，适用于不同直径、长度的取样管。半管托样台移动速度可与推土杆速度一致，也可与样品的推出速度一致，根据柱状样品特征可以采取不同的推土速度和推土模式将取样管中的原状土样推出，从而最大程度的减小推样过程对原状样品的扰动。与直立式推土器相比，本发明适用于各类沉积物原状样品，包括疏松的无粘性土以及软塑和流塑状粘性土，对于海洋环境下饱水的浅表层未固结沉积物同样适用。本发明使用时可控性强、操作方便、人为影响小，可以方便的将取样管中的柱状沉积物原状样推出；同时配备了自动保护和清洁保养装置，消除安全隐患的同时，可以方便、快捷的进行设备清洁和保养。

附图说明

图1是本发明的总体结构示意图(侧视图)。

图2是图1的俯视图。

图3是本发明的取样管反力圈的正视图。

图4是本发明的半管托样台支撑座的正视图。

其中，1、底座，2、固定孔，3、固定栓，4、取样管反力圈，5、取样管固定座，6、推土杆固定座，7、半管托样台电机，8、推土杆电机，9、模式选择按钮，10、速度调节旋钮，11、设备启动开关，12、保护开关，13、推土杆，14、推土盘，15、半管托样台，16、清洁装置，17、涂油装置，18、取样管，19、滑珠，20、取样管卡槽，21、半管托样台支撑座。

具体实施方式

如图1、2所示，本发明包括底座、固定装置、电动装置、推土装置及保养装置。底座部分包括一个可以调节长度的底座1、固定孔2及固定栓3；固定装置部分包括取样管反力圈4、取样管固定座5、半管托样台支撑座21及推土杆固定座6；电动装置包括半管托样台电机7、推土杆电机8、模式选择按钮9、速度调节旋钮10、设备启动开关11及保护开关12；推土装置包括推土杆13、推土盘14及半管托样台15；保养装置包括清洁装置16和涂油装置17。

底座1为三段式长度可调底座，根据柱状沉积物取样管的长度将底座拉伸至合适长度，将固定栓3穿过固定孔2可使底座1长度固定。

取样管反力圈4、固定座5及推土盘14可以方便的进行更换，并具有多种直径，能够适合6.5cm、7.2cm、8.6cm、9.4cm、10cm、11cm等不同内径规格取样管的推土需求。推土杆13由多个1m的短杆组成，可以根据底座和柱状沉积物取样管的长度进行组装。

半管托样台15为可移动平台，其移动速度有两种控制方式，一种是与推土杆速度一致，另一种是与柱状沉积物的推出速度一致；通过模式选择按钮9可以在两种控制方式之间进行切换。

推土杆可以通过清洁装置16和涂油装置17进行自动清洁保养，清洁装置可以清洁粘在推土杆上的土样，涂油装置可以将黄油均匀的涂抹在推土杆上。

模式选择按钮9、速度调节旋钮10及设备启动开关11分别固定于底座1的侧面和上部，保护开关12固定于推土杆固定座6的前侧，当推土杆13后退至其固定座时触发该开关从而使电机停止运行，避免了电机的损坏；模式选择按钮9控制半管托样台电机7是否启动；速度调节旋钮10控制推土杆13和半管托样台15的前进速度；设备启动开关11及保护开关12控制设备的运行；同时设备启动开关11与保护开关12相连，避免因推土杆前进或后退距离过大导致的电机烧毁或设备损坏。

使用本发明时，基本的操作步骤如下：

1、将装置放在平整的地面上，根据待推取样管的长度将底座拉伸至合适长度，并用固定栓固定；根据取样管的直径选择合适的取样管反力圈和固定座，并将其固定于底座上；同时选择合适直径的推土盘和合适长度的推土杆，并将其进行组装。

2、将沉积物取样管上端卡在取样管反力圈上，下端用固定座进行固定。

3、根据土样性质对半管托样台的移动模式和土体原状样品的推出速度进行设定，推样速度可在0.1～1.0m/min之间进行设定。设定完成后，通过设备启动开关控制设备的运行。

4、样品完全推出后，将半管托样台连同推出的原状样品移走，以便进行分样和进一步的试验分析。

5、控制设备启动开关使推土杆和推土盘后退，同时利用清洁装置和涂油装置对设备进行自动清洁保养。

6、卸下取样管，进行下一个柱状沉积物原状样品的推出操作。

Claims (7)

1.一种柱状沉积物原状样推出装置，其特征在于该装置包括底座，该底座前端设有取样管反力圈（4），底座的中部设有半管托样台支撑座（21）与取样管固定座（5），且半管托样台支撑座（21）位于取样管固定座（5）前侧，底座后部设有推土杆固定座（6），且所述的取样管反力圈（4）、半管托样台支撑座（21）、取样管固定座（5）与底座之间均为可拆卸结构；所述推土杆固定座（6）用于支撑推土杆（13），推土杆（13）沿底座的长度方向设置且前端设有推土盘（14），底座后端还设有推土杆电机（8）、模式选择按钮（9）、速度调节旋钮（10）、设备启动开关（11），有保护开关（12）设置在推土杆固定座（6）的前侧，底座前端靠近取样管反力圈（4）的位置还设有半管托样台电机（7），其中半管托样台电机（7）与模式选择按钮（9）串联，然后与推土杆电机（8）并联，所述的半管托样台电机（7）、模式选择按钮（9）与推土杆电机（8），再与速度调节旋钮（10）、设备启动开关（11）、保护开关（12）串联；所述取样管反力圈（4）设有一直径等于取样管内径的穿孔，在穿孔的周围设有取样管卡槽（20），在取样管卡槽（20）下半部外圆周设有一半圆弧形槽口，该槽口的两侧各设有一排滑珠（19），并有半管托样台（15）一端穿过取样管反力圈（4）的槽口、另一端由半管托样台支撑座（21）支撑，所述的半管托样台（15）由半管托样台电机（7）进行驱动。

2.如权利要求1所述的柱状沉积物原状样推出装置，其特征在于所述底座（1）包括多个中空的长方管、且各个长方管之间为插拔式结构，每个长方管的侧面均设有多个固定孔（2），并有多个固定栓（3），固定栓（3）穿过不同固定孔（2）使底座（1）长度固定。

3.如权利要求1所述的柱状沉积物原状样推出装置，其特征在于所述推土杆固定座（6）的前端设有清洁装置（16），后端设有涂油装置（17）。

4.如权利要求1所述的柱状沉积物原状样推出装置，其特征在于所述推土杆（13）为多个相互首尾相连的短杆组成，以根据底座（1）和柱状沉积物样品的长度进行连接。

5.如权利要求1所述的柱状沉积物原状样推出装置，其特征在于所述取样管反力圈（4）包括穿孔直径为6.5cm、7.2cm、8.6cm、9.4cm、10cm、11cm的取样管反力圈。

6.如权利要求1所述的柱状沉积物原状样推出装置，其特征在于所述半管托样台支撑座（21）上端设有一直径等于取样管直径的半圆形凹槽，在半圆形凹槽下部外圆周设有一半圆弧形槽口，该槽口的两侧各设有一排滑珠（19）。

7.利用权利要求1所述的装置将柱状沉积物原状样推出的方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）、将装置放在平整的地面上，根据取样管的直径选择合适的取样管反力圈和固定座，并将取样管反力圈和固定座固定于底座上；同时根据取样管的直径选择推土盘和合适长度的推土杆，并将推土盘和推土杆进行组装；

（2）、将沉积物取样管上端卡在取样管反力圈上，下端用固定座进行固定；

（3）、通过模式选择按钮对半管托样台的移动模式进行选择，通过速度调节旋钮对样品的推出速度进行设定，推样速度在0.1~1.0 m/min之间，设定完成后，通过设备启动开关控制设备的运行；

（4）、样品完全推出后，将半管托样台连同推出的原状样品移走，以进行分样和进一步的试验分析；

（5）、通过设备启动开关使推土杆和推土盘后退；

（6）、卸下取样管，进行下一个柱状沉积物原状样品的推出操作或者结束此次操作。