CN107389370B - 一种原状土空心土体试样取样装置及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种原状土空心土体试样取样装置及其使用方法，包括定位钻杆，定位钻杆外套有轴套，轴套相对于定位钻杆静止。还包括内环刀，内环刀由上到下依次连接设有第一旋转部和内环刀本体，第一旋转部套在轴套外，第一旋转部能够绕轴套旋转，内环刀本体的外径与所取环状土体试样的内径相同。还包括外环刀，外环刀由上到下依次连接设有第二旋转部和外环刀本体，第二旋转部套在第一旋转部外，第二旋转部能够绕第一旋转部旋转，外环刀本体的内径与所取环状土体试样的外径相同。解决了现有技术中无较有针对性的试验设备对原状土空心柱状试样进行取样的问题，本发明可以快速的对原状土空心柱状试样进行取样，可控性强。

Description

一种原状土空心土体试样取样装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及岩土工程及土力学领域，尤其涉及一种原状土空心土体试样取样装置及其使用方法。
背景技术
土体试样的参数测定是土木工程中必须进行的项目，其为地上及地下结构的设计提供了多种参数依据，是结构设计的基础，因此土体参数的测定具有非常重要的实用价值和意义。土体参数的测定大多需要测定原状土体试样的参数，即需要在现场取得未经扰动的土体试样，加之目前有些参数的测定需要取得中空的环形柱状土体试样。
目前对于中空环形柱状原状土试样的实验，一般是先取出块状原状土，之后人工进行削样，最终得到中空的环形柱状土体试样，但其操作繁琐，人为扰动较大。现有技术中并无较有针对性的试验方法和试验设备对原状土空心柱状试样进行取样，而已有的试验可控性较差。
因此如何设计一种装置，能够快速的对原状土空心柱状试样进行取样，同时增强可控性，是我们需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种原状土空心土体试样取样装置及其使用方法，解决了现有技术中无较有针对性的试验设备对原状土空心柱状试样进行取样的问题，本发明可以快速的对原状土空心柱状试样进行取样，可控性强。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明提供了一种原状土空心土体试样取样装置，包括定位钻杆，定位钻杆外套有轴套，轴套相对于定位钻杆静止。
还包括内环刀，内环刀由上到下依次连接设有第一旋转部和内环刀本体，第一旋转部套在轴套外，第一旋转部能够绕轴套旋转，内环刀本体的外径与所取环状土体试样的内径相同。
还包括外环刀，外环刀由上到下依次连接设有第二旋转部和外环刀本体，第二旋转部套在第一旋转部外，第二旋转部能够绕第一旋转部旋转，外环刀本体的内径与所取环状土体试样的外径相同。
更进一步地，本发明的特点还在于：
定位钻杆的顶部连接有放置平台，放置平台的上端面连接有水平水准器，水平水准器内设有水准液泡。
定位钻杆的下部设有若干排钢钉。
内环刀本体的底部设有第一齿状切口；外环刀本体的底部设有第二齿状切口。
第一旋转部的上部连接有能够使第一旋转部旋转的第一旋转装置，第二旋转部的上部连接有能够使第二旋转部旋转的第二旋转装置。
轴套的内表面粗糙，外表面光滑。
定位钻杆、内环刀以及外环刀均采用高强度、高刚度的不锈钢。
轴套采用高强度的高分子材料。
本发明还提供了一种原状土空心土体试样取样装置的使用方法，将定位钻杆钻入土体中，然后将内环刀本体和外环刀本体旋入土体中，最后将内环刀和外环刀整体取出，完成原状土空心土体试样的取样。
更进一步地，本发明的特点还在于：
观察定位钻杆顶部的水准液泡是否位于中央位置，从而对取样过程中取样装置的水平情况进行调整。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明提供的一种原状土空心土体试样取样装置及其使用方法，通过定位钻杆定位；通过内环刀以及外环刀旋转，快速的对原状土空心柱状试样进行取样，原理简单易懂，占地小，操作方便安全灵活，可以有效的提高试验效率，增强试验的可控制性，减少试验成本，具有良好的使用和推广价值。
进一步地，水平水准器位于定位钻杆的顶部，用于测评本装置的水平情况，其中设置了中央水准液泡，用于实时观察装置的水平情况，便于在取样过程中能够及时的修正和调整。
附图说明
图1为本发明提供了一种原状土空心土体试样取样装置的结构示意图。
其中，1、水平水准器；2、定位钻杆；3、轴套；4、内环刀；5、外环刀；6、齿状切口；7、钢钉。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参见图1，本发明提供了一种原状土空心土体试样取样装置，包括定位钻杆2，定位钻杆2外套有轴套3，轴套3相对于定位钻杆2静止。
还包括内环刀4，内环刀4由上到下依次连接设有第一旋转部和内环刀本体，第一旋转部套在轴套3外，第一旋转部能够绕轴套3旋转，内环刀本体的外径与所取环状土体试样的内径相同。
还包括外环刀5，外环刀5由上到下依次连接设有第二旋转部和外环刀本体，第二旋转部套在第一旋转部外，第二旋转部能够绕第一旋转部旋转，外环刀本体的内径与所取环状土体试样的外径相同。
示例地，水平水准器1设置在放置平台上，位于定位钻杆2的顶部，用于测评本装置的水平情况，其中设置了中央水准液泡，用于实时观察装置的水平情况，便于在取样过程中能够及时的修正和调整。
定位钻杆2为高强度、高刚度的不锈钢材质制成，水平水准器1设置在其顶部，其底端设置钢钉7，钢钉7须和定位钻杆2可靠焊接，在需要取土的地方将定位钻杆2钻入土中起到定位作用，并且为土样的钻取提供支点。
轴套3为不变形的高强度高分子材料制成，内表面粗糙处理，外表面光滑处理，在定位钻杆2钻入土体后，套在定位钻杆2外，其与定位钻杆2高摩擦接触，两者不发生互相转动，外部则光滑，为环刀的钻入提供转轴；
内环刀4为高强度、高刚度的不锈钢材料制成，底端有第一齿状切口6，便于切入或旋入土体中，外径为所取环状土体试样的内径，保证土样内部的完整性和原状特性；内环刀4的第一旋转部的上部连接有第一旋转装置，能够轻松转动第一旋转部旋转。
外换刀位于最外围，也是高强度、高刚度的不锈钢制成，其内径为所取环状土体试样的外径大小，底端有第二齿状切口6，便于切入或旋入土体中，在钻入土体后整体取出，从而完成环形柱状试样的快速取出。外环刀5的第二旋转部的上部连接有第二旋转装置，能够轻松转动第二旋转部旋转。
需要说明的是，本发明的主要材质均采用高强度、高刚度的不锈钢材料，保证了在取样过程中不发生较大的变形，不发生破坏。
本发明还提供了一种原状土空心土体试样取样装置的使用方法，将定位钻杆2钻入土体中，然后将内环刀本体和外环刀本体旋入土体中，最后将内环刀4和外环刀5整体取出，完成原状土空心土体试样的取样。在取样过程中，观察定位钻杆2顶部的水准液泡是否位于中央位置，从而对取样过程中取样装置的水平情况进行调整。
本发明提供的一种原状土空心土体试样取样装置及其使用方法，通过定位钻杆2定位；通过内环刀4以及外环刀5旋转，快速的对原状土空心柱状试样进行取样，原理简单易懂，占地小，操作方便安全灵活，可以有效的提高试验效率，增强试验的可控制性，减少试验成本，具有良好的使用和推广价值。

Claims (8)

1.一种原状土空心土体试样取样装置，其特征在于，包括定位钻杆（2），定位钻杆（2）外套有轴套（3），轴套（3）相对于定位钻杆（2）静止；
还包括内环刀（4），内环刀（4）由上到下依次连接设有第一旋转部和内环刀本体，第一旋转部套在轴套（3）外，第一旋转部能够绕轴套（3）旋转，内环刀本体的外径与所取环状土体试样的内径相同；
还包括外环刀（5），外环刀（5）由上到下依次连接设有第二旋转部和外环刀本体，第二旋转部套在第一旋转部外，第二旋转部能够绕第一旋转部旋转，外环刀本体的内径与所取环状土体试样的外径相同；
定位钻杆（2）的下部设有若干排钢钉（7）；
内环刀本体的底部设有第一齿状切口（6）；外环刀本体的底部设有第二齿状切口（6）。
2.根据权利要求1所述的原状土空心土体试样取样装置，其特征在于，定位钻杆（2）的顶部连接有放置平台，放置平台的上端面连接有水平水准器（1），水平水准器（1）内设有水准液泡。
3.根据权利要求1所述的原状土空心土体试样取样装置，其特征在于，第一旋转部的上部连接有能够使第一旋转部旋转的第一旋转装置，第二旋转部的上部连接有能够使第二旋转部旋转的第二旋转装置。
4.根据权利要求1所述的原状土空心土体试样取样装置，其特征在于，轴套（3）的内表面粗糙，外表面光滑。
5.根据权利要求1所述的原状土空心土体试样取样装置，其特征在于，定位钻杆（2）、内环刀（4）以及外环刀（5）均采用高强度、高刚度的不锈钢。
6.根据权利要求1所述的原状土空心土体试样取样装置，其特征在于，轴套（3）采用高强度的高分子材料。
7.一种如权利要求1所述的原状土空心土体试样取样装置的使用方法，其特征在于，将定位钻杆（2）钻入土体中，然后将内环刀本体和外环刀本体旋入土体中，最后将内环刀（4）和外环刀（5）整体取出，完成原状土空心土体试样的取样。
8.根据权利要求7所述的原状土空心土体试样取样装置的使用方法，其特征在于，观察定位钻杆（2）顶部的水准液泡是否位于中央位置，从而对取样过程中取样装置的水平情况进行调整。
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