CN108645649A - 一种软岩取样装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于岩土工程与地质工程技术领域，涉及了一种软岩的取样装置，尤其涉及岩土工程现场勘察及取样的试验装置。主体结构包括车轮、转动支架、把手、电控器、连接电线、驱动电机、薄壁取样器、顶土板、排水孔、竖直螺旋推进杆、齿轮齿条转向器、车架、水平螺旋推进杆和旋进块；其应用减少了对原状土样的扰动，对岩体的工程特性的研究更加契合岩体的工程实际；可增进取样的效率，可以随取随研究，减少应力历史对岩样的影响。

Description

一种软岩取样装置

技术领域：

本发明属于岩土工程与地质工程技术领域，涉及了一种软岩的取样装置，尤其涉及岩土工程现场勘察及取样的试验装置。

背景技术：

软岩，指在较低应力(<25MPa)条件下即发生显著变形的低强度工程岩体。现针对软岩取样没有专门的仪器。在土木工程试验当中，特别是针对岩石力学工程和采矿工程来说，通过工程勘察技术和采样技术完成对岩样的力学性质研究是一种常见的方法。对土样的采样一般用环刀法，操作简单，但是一般针对是土样。通过传统的工程勘察技术通过打点、钻孔、采样虽然采用较多。但还存在以下缺点：1、牵涉的工程量和经费较多，采用钻探取样的设备设备的移动相对比较笨重。可移动性和灵活性较差。2、而且取样的涵盖面相对稀薄，根据勘察点的布置取样，针对性较差。对于分布较集中的软岩地区来说，需要轻便简单的移动采样设备。在申请号为CN201520903220.5的专利中公开了一种便于采集不同深度土壤样品的手压式取土器，该取土器利用手压的方式精准采集田间不同深度的土壤样品，主要适用于农业生产领域中的土壤，不适用于岩石领域，且需要手动操作，结构操作复杂，因此，寻求设计一种软岩取样装置具有良好的社会效益和经济效益。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，即国内外没有针对软岩轻便取样器的不足，以及只针对土样的取土器的缺陷，设计一种软岩取样装置，针对浅层软岩的取样，保证取样完整性的基础上，提高了取样的数量和效率。

为了达到上述发明的目的，解决现有测定方法中存在的不足和局限性，本发明涉及的一种软岩取样装置的主体结构包括车轮、转动支架、把手、电控器、连接电线、驱动电机、薄壁取样器、顶土板、排水孔、竖直螺旋推进杆、齿轮齿条转向器、车架、水平螺旋推进杆和旋进块；框架结构的车架的底部架体内设置有转动支架，以便调整设备角度和稳定制成设备；车架的底部两侧设置有车轮，弧形结构的把手的一端固定设置在车架的底侧，另一端弯出车架外，以便推动车架；车架中部上设置有电控器，电控器通过连接电线与设置在车架中部的驱动电机连接，以便驱动电动机工作；驱动电机的一侧连接有水平螺旋推进杆，车架的上侧设置有竖直螺旋推进杆，水平螺旋推进杆和竖直螺旋推进杆通过转向器垂直转动连接，驱动电机推动水平螺旋推进杆在水平方向左右运动从而经转向器带动竖直螺旋推进杆在竖直方向上下移动；竖直螺旋推进杆的底端连接有圆筒状结构的薄壁取样器，竖直旋进推进杆的顶部设置有旋进块，以便驱动电机不工作时手动将薄壁取样器旋至预定位置；薄壁取样器的顶部围绕竖直螺旋推进杆的底端面均匀开有多个排水孔，以便通气或排水；薄壁取样器内部定测设置有刚性结构的顶土板，以便取样完整。

本发明涉及的转向器的结构包括横轴齿盘、竖轴齿盘、齿盘箱、水平螺旋推进杆和竖直螺旋推进杆；水平螺旋推进杆旋进旋出转动带动横轴齿盘转动，从而带动竖轴齿盘转动，并带动竖直螺旋推进杆上下旋进旋出；齿盘箱用于固定支撑横轴齿盘和竖轴齿盘。

本发明涉及的把手为铁管结构，其外部包裹有5-10mm厚的橡胶套。

本发明涉及的电控器的主体模块包括充电机、保险丝、蓄电池组、驱动电机、电开关控制器；充电机给蓄电池供电，并在其中设置有保险丝；蓄电池组通过连接电线连接驱动电机，电开关控制器设置在蓄电池组和驱动电机中间，以便控制驱动电机工作.

本发明涉及的薄壁取样器的筒壁下端为圆刃结构，以便插入软岩中。

本发明涉及的软岩取样装置进行取样包括以下步骤：

步骤一：取样位置的选定。手握手柄人工推进移动装载车，将薄壁取土器对准适当的软岩位置。以取土器位置为中心旋转，将移动装载车停靠相对平稳位置。

步骤二：移动装载车的固定。完成位置选定的步骤后，将两侧的可转动支架支于现场，稳定装载车的位置，保证其固定。

步骤三：设备的固定。将移动装载车上的电动设备和发动机安装固定。并检查齿轮齿条转向器和螺旋推进杆连接正常。

步骤四：现场取样。将薄壁取土器对准取样位置，接通电源，电动机带动螺旋推进杆转动。并带动取样器转动从而往下取样。

本发明提供的仪器和技术方法，与已有的公知技术相比，具有如下显著效果：

(1)一种软岩的取样装置，增加了移动装载车，增强了取样装置的灵活性可移动性，可在工程地质现场自由移动。

(2)一种软岩的取样装置，与已有的土样的采样试验设备不同，采用电动装置，代替了手动，减少了劳动力并增加了取样的深度。

(3)一种软岩的取样装置，与传统的测定仪器不同，此发明减少了对原状土样的扰动，对岩体的工程特性的研究更加契合岩体的工程实际。

(4)一种软岩的取样装置，可增进取样的效率，可以随取随研究，减少应力历史对岩样的影响。

附图说明：

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明的主体结构原理示意图；

图2为本发明涉及的电控器工作原理示意图；

图3为本发明涉及的转向器的主体结构原理示意图。

具体实施方式：

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述。

实施例1：

本实施例涉及的软岩取样装置的主体结构包括车轮1、转动支架 2、把手3、电控器4、连接电线5、驱动电机6、薄壁取样器7、顶土板8、排水孔9、竖直螺旋推进杆10、齿轮齿条转向器11、车架 12、水平螺旋推进杆13和旋进块14；框架结构的车架12的底部架体内设置有转动支架2，以便调整设备角度和稳定支撑设备；车架12 的底部两侧设置有车轮1，弧形结构的把手3的一端固定设置在车架 12的底侧，另一端弯出车架12外，以便推动车架12；车架中部上设置有电控器4，电控器4通过连接电线5与设置在车架12中部的驱动电机6连接，以便驱动电动机工作；驱动电机6的一侧连接有水平螺旋推进杆13，车架12的上侧设置有竖直螺旋推进杆10，水平螺旋推进杆13和竖直螺旋推进杆10通过转向器11垂直转动连接，驱动电机6推动水平螺旋推进杆13在水平方向左右运动从而经转向器11 带动竖直螺旋推进杆10在竖直方向上下移动；竖直螺旋推进杆10的底端连接有圆筒状结构的薄壁取样器7，竖直旋进推进杆10的顶部设置有旋进块14，以便驱动电机6不工作时手动将薄壁取样器7旋至预定位置；薄壁取样器7的顶部围绕竖直螺旋推进杆10的底端面均匀开有多个排水孔9，以便通气或排水；薄壁取样器7内部定测设置有刚性结构的顶土板8，以便取样完整。

本实施例涉及的转向器的结构包括横轴齿盘111、竖轴齿盘112、齿盘箱113、水平螺旋推进杆13和竖直螺旋推进杆10；水平螺旋推进杆13旋进旋出转动带动横轴齿盘111转动，从而带动竖轴齿盘112 转动，并带动竖直螺旋推进杆10上下旋进旋出；齿盘箱113用于固定支撑横轴齿盘111和竖轴齿盘112。

本实施例涉及的把手3位铁管结构，其外部包裹有5-10mm厚的橡胶套。

本实施例涉及的电控器4的主体模块包括充电机41、保险丝42、蓄电池组43、驱动电机6、电开关控制器44；充电机41给蓄电池43 供电，并在其中设置有保险丝42；蓄电池组43通过连接电线5连接驱动电机6，电开关控制器44设置在蓄电池组和驱动电机6中间，以便控制驱动电机6工作.

本实施例涉及的薄壁取样器7的筒壁下端为圆刃结构，以便插入软岩中。

本实施例涉及的软岩取样装置工作步骤如下：

步骤一：取样位置的选定；手握把手3人工推进装置进入操作场，将薄壁取样器7对准适当的软岩位置，以薄壁取样器7位置为中心旋转，将装置停靠相对平稳位置；

步骤二：取样装置的固定；完成位置选定的步骤后，将两侧的可转动支架2支于现场，稳定装置的位置和角度，保证其固定。

步骤三：取样；将薄壁取样器7对准取样位置，接通电源，驱动电机6推动水平螺旋推进杆13在水平方向运动从而经转向器11带动竖直螺旋推进杆10在竖直方向下移动，使得薄壁取样器7向下取样；

步骤四：卸样；将薄壁取样器7取出的岩样从内部卸下即可。

本实施例能够自由灵活的选取工程现场的岩样，取样方便，尺寸精确，切面光滑，达到了取样范围广、节时省力的目的。

Claims (5)

1.一种软岩取样装置，其特征在于主体结构包括车轮、转动支架、把手、电控器、连接电线、驱动电机、薄壁取样器、顶土板、排水孔、竖直螺旋推进杆、齿轮齿条转向器、车架、水平螺旋推进杆和旋进块；框架结构的车架的底部架体内设置有转动支架，以便调整设备角度和稳定制成设备；车架的底部两侧设置有车轮，弧形结构的把手的一端固定设置在车架的底侧，另一端弯出车架外，以便推动车架；车架中部上设置有电控器，电控器通过连接电线与设置在车架中部的驱动电机连接，以便驱动电动机工作；驱动电机的一侧连接有水平螺旋推进杆，车架的上侧设置有竖直螺旋推进杆，水平螺旋推进杆和竖直螺旋推进杆通过转向器垂直转动连接，驱动电机推动水平螺旋推进杆在水平方向左右运动从而经转向器带动竖直螺旋推进杆在竖直方向上下移动；竖直螺旋推进杆的底端连接有圆筒状结构的薄壁取样器，竖直旋进推进杆的顶部设置有旋进块，以便驱动电机不工作时手动将薄壁取样器旋至预定位置；薄壁取样器的顶部围绕竖直螺旋推进杆的底端面均匀开有多个排水孔，以便通气或排水；薄壁取样器内部定测设置有刚性结构的顶土板，以便取样完整。

2.根据权利要求1所述的软岩取样装置，其特征在于所述的转向器的结构包括横轴齿盘、竖轴齿盘、齿盘箱、水平螺旋推进杆和竖直螺旋推进杆；水平螺旋推进杆旋进旋出转动带动横轴齿盘转动，从而带动竖轴齿盘转动，并带动竖直螺旋推进杆上下旋进旋出；齿盘箱用于固定支撑横轴齿盘和竖轴齿盘。

3.根据权利要求1所述的软岩取样装置，其特征在于所述的把手为铁管结构，其外部包裹有5-10mm厚的橡胶套。

4.根据权利要求1所述的软岩取样装置，其特征在于所述的电控器的主体模块包括充电机、保险丝、蓄电池组、驱动电机、电开关控制器；充电机给蓄电池供电，并在其中设置有保险丝；蓄电池组通过连接电线连接驱动电机，电开关控制器设置在蓄电池组和驱动电机中间，以便控制驱动电机工作。

5.根据权利要求1所述的软岩取样装置，其特征在于所述的薄壁取样器的筒壁下端为圆刃结构，以便插入软岩中。