CN112240839B - 一种岩土工程勘察用岩土取样装置及取样方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种岩土工程勘察用岩土取样装置及取样方法，包括安装架和测量装置，安装架的上表面固装有定位杆，定位杆上套设并滑动连接有驱动设备，驱动设备上对称状固装有扶手，定位杆一侧的安装架的上表面设置有测量装置，测量装置包括测量杆，测量杆与安装架的上表面固定连接，测量杆自上而下依次套设有定位块和测量块，定位块和测量块的内壁均与测量杆滑动连接。本发明提供的岩土工程勘察用岩土取样装置，通过观察测量块的刻度读数，通过计算即可算出探测的深度，多次添加钻杆进行钻孔时，仅需累计计算深度即可，克服了现有方式存在较大的误差的问题，取样方法操作简单，安全性能好。

Description

一种岩土工程勘察用岩土取样装置及取样方法

技术领域

本发明涉及勘测技术领域，尤其涉及一种岩土工程勘察用岩土取样装置及取样方法。

背景技术

建筑工程测量部分主要包括测量仪器的构成与使用、普通测量、工业与民用建筑测量、其他测量；建筑工程勘察部分主要包括建筑工程勘察的基本知识、岩土测试、岩土工程分析评价，特殊性土与特殊地质条件、水文地质勘察。

在岩土工程勘探中，通常采用取样钻具进行取样。在松散软地层和砂层采样时，常用的取样钻具是在外套管护壁的条件下，采用带台阶钻头的岩心管(或半合管)钻具和带合页板钻头的捞砂筒钻具，但现有大多取样设备在使用后仅能通过钻杆累计的长度估算样本的大概深度数值，存在较大的误差，影响数据的分析，易对后续工程留下安全隐患，对此需进行改进。

发明内容

本发明的目的是为了提出一种岩土工程勘察用岩土取样装置及取样方法,以解决现有技术仅通过钻杆累计的长度估算样本的大概深度数值，存在较大的误差的问题。

本发明采用的技术方案如下：一种岩土工程勘察用岩土取样装置，包括安装架和测量装置，所述安装架的上表面固定连接有定位杆，所述定位杆上套设并滑动连接有驱动设备，所述驱动设备远离定位杆的一侧固定连接有两个对称设置的扶手，所述测量装置位于安装架的上表面设置，所述测量装置包括测量杆，所述测量杆与安装架的上表面固定连接，所述测量杆自上而下依次套设有定位块和测量块，所述定位块和测量块的内壁均与测量杆滑动连接，所述定位块远离定位杆的一侧插设有螺栓，且螺栓靠近定位杆的一端与测量杆相抵，所述测量杆远离定位杆的一侧开设有多个等间距设置限位槽，所述测量块的上表面转动连接有限位杆，所述限位杆插入限位槽中并与其内壁相抵。

所述的测量块的表面开设有刻度槽，所述定位块和测量块的表面均开设有观察孔。

所述的测量块的上表面固定连接有拉伸弹簧，所述拉伸弹簧远离测量块的一端与限位杆固定连接。

所述的安装架的上表面开设有定位孔，所述安装架的下表面固定连接有四个对称设置的定位钉。

所述的驱动设备的驱动端套设有钻杆，所述钻杆位于定位孔的正上方，所述安装架的上表面设置有出料装置。

所述的出料装置包括定位架，所述定位架与安装架的上表面固定连接，所述定位架的表面通过扭转弹簧转动连接有两个对称设置的传动杆，两个所述传动杆相互靠近的一侧均固定连接有橡胶块，所述安装架中插设有滑块，所述滑块的表面与定位架滑动连接，所述滑块远离定位杆的一侧固定连接有控制块，所述控制块的下表面与传动杆相抵，所述定位架的内底壁固定连接有定位弹簧，所述定位弹簧远离安装架的一端与滑块固定连接。

本发明还提供了上述岩土工程勘察用岩土取样装置的取样方法，包括以下步骤：

步骤一、将取样装置运送至待取样位置，完成装配、定位与固定；

步骤二、移动定位块将其与驱动设备相抵，转动螺栓将定位块固定住，并通过移动定位块的观察孔记录刻度线读数；

步骤三、启动驱动设备，驱动设备带动钻杆插入岩土中；

步骤四、驱动设备在钻探过程中持续推动测量块在测量杆发生滑移，测量块上的限位杆随即脱离限位槽，在拉伸弹簧的弹力作用下带动限位杆插入下一个限位槽中，通过观察孔观察测量块的刻度读数，通过计算即可算出此次探测的深度；

步骤五、关闭驱动设备，将驱动设备与钻杆分离，向下踩动控制块，控制块带动滑块挤压定位弹簧，定位弹簧受力形变产生弹力，控制块挤压传动杆，传动杆绕定位架转动，扭转弹簧受力形变产生弹力，两个传动杆通过橡胶块将钻杆夹住并向上拔起，松开控制块，扭转弹簧和定位弹簧均失去束缚分别带动传动杆和滑块复位，重复操作多次即可将钻杆取出，钻杆取出后将钻杆上携带的土样或岩石样本取下，完成岩土取样。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，

1、本发明通过设置测量装置，在使用时，将设备转配好，移动定位块将其与驱动设备相抵，转动螺栓将定位块固定住，通过观察孔记录刻度线读数，操作设备运行，驱动设备带动钻杆插入岩土中，驱动设备在钻探过程中持续推动测量块，测量块受力带动限位杆位移，限位杆随即脱离限位槽，拉伸弹簧受限位杆拉动发生形变产生弹力，在限位杆对准限位槽时，拉伸弹簧随即释放弹力带动限位杆插入限位槽中，在完成取样后，关闭驱动设备，通过观察孔观察测量块的刻度读数，通过计算即可算出此次探测的深度，多次添加钻杆进行钻孔时，仅需累计计算深度即可，避免传统大多取样设备在使用后仅能通过钻杆累计的长度估算样本的大概深度数值，存在较大的误差，影响数据的分析，易对后续工程留下安全隐患的问题；使用方便，安全性能好，深度数值准确度高。

2、本发明通过设置出料装置，在出料时将驱动设备与钻杆分离，向下踩动控制块，控制块带动滑块位移，滑块挤压定位弹簧，定位弹簧受力形变产生弹力，控制块挤压传动杆，传动杆绕定位架转动，扭转弹簧受力形变产生弹力，两个传动杆通过橡胶块将钻杆夹住并向上拔起，松开控制块，扭转弹簧和定位弹簧均失去束缚分别带动传动杆和滑块复位，多次操作即可将钻杆取出，避免传统大多取样设备通过大型设备拔出钻杆，增加作业的成本，且工作周期长影响作业效率的问题；操作简单，安全可靠。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中图1的后视图；

图3为本发明中出料装置的结构示意图；

图4为本发明中测量装置的结构示意图；

图5为本发明中测量装置的内部结构示意图。

图例说明：1、驱动设备；2、钻杆；3、定位杆；4、定位孔；5、定位钉；6、安装架；7、出料装置；71、控制块；72、传动杆；73、橡胶块；74、定位架；75、定位弹簧；76、滑块；8、测量装置；81、定位块；82、观察孔；83、螺栓；84、限位槽；85、限位杆；86、拉伸弹簧；87、测量块；88、测量杆。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

如图1-5所示，一种岩土工程勘察用岩土取样装置，包括安装架6和测量装置8，安装架6的上表面固定连接有定位杆3，定位杆3上套设并滑动连接有驱动设备1，驱动设备1远离定位杆3的一侧固定连接有两个对称设置的扶手，测量装置8位于安装架6的上表面设置。

下面具体说一下其测量装置8和出料装置7的具体设置和作用。

如图1和图5所示，测量装置8包括测量杆88，测量杆88与安装架6的上表面固定连接，测量杆88自上而下依次套设有定位块81和测量块87，定位块81和测量块87的内壁均与测量杆88滑动连接，定位块81远离定位杆3的一侧插设有螺栓83，且螺栓83靠近定位杆3的一端与测量杆88相抵，测量杆88远离定位杆3的一侧开设有多个等间距设置限位槽84，测量块87的上表面转动连接有限位杆85，限位杆85插入限位槽84中并与其内壁相抵。

测量块87的表面开设有刻度槽，定位块81和测量块87的表面均开设有观察孔82，测量块87的上表面固定连接有拉伸弹簧86，拉伸弹簧86远离测量块87的一端与限位杆85固定连接，安装架6的上表面开设有定位孔4，安装架6的下表面固定连接有四个对称设置的定位钉5。

其整个测量装置8达到的效果为，通过设置测量装置8，在使用时，将该取样装置装配好，移动定位块81将其与驱动设备1相抵，转动螺栓83将定位块81固定住，通过观察孔82记录刻度线读数，开启驱动设备1后，驱动设备1带动钻杆2插入岩土中，驱动设备1在钻探过程中持续推动测量块87，测量块87受力带动限位杆85位移，限位杆85随即脱离限位槽84，拉伸弹簧86受限位杆85拉动发生形变产生弹力，在限位杆85对准限位槽84时，拉伸弹簧86随即释放弹力带动限位杆85插入限位槽84中，在完成取样后，关闭驱动设备1，通过观察孔82观察测量块87的刻度读数，通过计算即可算出此次探测的深度，多次添加钻杆2进行钻孔时，仅需累计计算深度即可，避免传统大多取样设备在使用后仅能通过钻杆2累计的长度估算样本的深度数值，存在较大的误差，影响数据的分析，易对后续工程留下安全隐患，提高了岩土取样的安全性。

如图1和图3所示，驱动设备1的驱动端套设有钻杆2，钻杆2位于定位孔4的正上方，安装架6的上表面设置有出料装置7，出料装置7包括定位架74，定位架74与安装架6的上表面固定连接，定位架74的表面通过扭转弹簧转动连接有两个对称设置的传动杆72，两个传动杆72相互靠近的一侧均固定连接有橡胶块73，安装架6中插设有滑块76，滑块76的表面与定位架74滑动连接，滑块76远离定位杆3的一侧固定连接有控制块71，控制块71的下表面与传动杆72相抵，定位架74的内底壁固定连接有定位弹簧75，定位弹簧75远离安装架6的一端与滑块76固定连接。

其整个的出料装置7达到的效果为，通过设置出料装置7，在出料时将驱动设备1与钻杆2分离，向下踩动控制块71，控制块71带动滑块76位移，滑块76挤压定位弹簧75，定位弹簧75受力形变产生弹力，控制块71挤压传动杆72，传动杆72绕定位架74转动，扭转弹簧受力形变产生弹力，两个传动杆72通过橡胶块73将钻杆2夹住并向上拔起，松开控制块71，扭转弹簧和定位弹簧75均失去束缚分别带动传动杆72和滑块76复位，多次操作即可将钻杆2取出，避免传统大多取样设备通过大型设备拔出钻杆2，增加作业的成本，且工作周期长影响作业效率的问题。

该岩土工程勘察用岩土取样装置的使用方法，包括如下步骤：

步骤一、将取样装置运送至待取样位置，完成装配、定位与固定；

步骤二、移动定位块81将其与驱动设备1相抵，转动螺栓83将定位块81固定住，并通过移动定位块81的观察孔82记录刻度线读取数值；

步骤三、启动驱动设备1，驱动设备1带动钻杆2插入岩土中；

步骤四、驱动设备1在钻探过程中持续推动测量块87在测量杆88发生滑移，测量块87上的限位杆85随即脱离限位槽84，在拉伸弹簧86的弹力作用下带动限位杆85插入下一个限位槽84中，通过观察孔82观察测量块87的刻度读数，通过计算即可算出此次探测的深度；

步骤五、关闭驱动设备1，将驱动设备1与钻杆2分离，向下踩动控制块71，控制块71带动滑块76挤压定位弹簧75，定位弹簧75受力形变产生弹力，控制块71挤压传动杆72，传动杆72绕定位架74转动，扭转弹簧受力形变产生弹力，两个传动杆72通过橡胶块73将钻杆2夹住并向上拔起，松开控制块71，扭转弹簧和定位弹簧75均失去束缚分别带动传动杆72和滑块76复位，重复操作多次即可将钻杆2取出，钻杆2采用带台阶钻头的岩心管(或半合管)钻具和带合页板钻头的捞砂筒钻具，钻杆2取出后，再将钻杆2上携带的土样或岩石样本取下，完成岩土取样。

其整体的工作原理为，在使用时，将该岩土工程勘察用岩土取样装置装配好，移动定位块81将其与驱动设备1相抵，转动螺栓83将定位块81固定住，通过观察孔82记录刻度线读数，操作设备运行，驱动设备1带动钻杆2插入岩土中，驱动设备1在钻探过程中持续推动测量块87，测量块87受力带动限位杆85位移，限位杆85随即脱离限位槽84，拉伸弹簧86受限位杆85拉动发生形变产生弹力，在限位杆85对准限位槽84时，拉伸弹簧86随即释放弹力带动限位杆85插入限位槽84中，在完成取样后，关闭驱动设备1，通过观察孔82观察测量块87的刻度读数，通过计算即可算出此次探测的深度，多次添加钻杆2进行钻孔时，仅需累计计算深度即可，避免传统大多取样装置在使用后仅能通过钻杆2累计的长度估算样本的大概深度数值，存在较大的误差，影响数据的分析，易对后续工程留下安全隐患，该装置的应用有效提高设备的安全性，在出料时将驱动设备1与钻杆2分离，向下踩动控制块71，控制块71带动滑块76位移，滑块76挤压定位弹簧75，定位弹簧75受力形变产生弹力，控制块71挤压传动杆72，传动杆72绕定位架74转动，扭转弹簧受力形变产生弹力，两个传动杆72通过橡胶块73将钻杆2夹住并向上拔起，松开控制块71，扭转弹簧和定位弹簧75均失去束缚分别带动传动杆72和滑块76复位，多次操作即可将钻杆2取出，避免传统大多取样设备通过大型设备拔出钻杆2，增加作业的成本，且工作周期长影响作业效率的问题，操作简单，安全可靠。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.一种岩土工程勘察用岩土取样装置，包括安装架（6）和测量装置（8），其特征在于：所述安装架（6）的上表面固装有定位杆（3），所述定位杆（3）上套设并滑动连接有驱动设备（1），所述驱动设备（1）上对称状固装有扶手，所述定位杆（3）一侧的安装架（6）的上表面设置有测量装置（8），所述测量装置（8）包括测量杆（88），所述测量杆（88）与安装架（6）的上表面固定连接，所述测量杆（88）自上而下依次套设有定位块（81）和测量块（87），所述定位块（81）和测量块（87）分别与测量杆（88）滑动连接，定所述位块（81）和测量块（87）分别与驱动设备（1）间歇接触连接，所述定位块（81）上插设有螺栓（83），螺栓（83）与测量杆（88）接触连接，所述测量杆（88）上等间距设置有多个限位槽（84），所述测量块（87）的上表面转动连接有限位杆（85），所述限位杆（85）插入限位槽（84）中并与其间歇卡紧连接；所述驱动设备（1）的驱动端套设有钻杆（2），所述钻杆（2）位于定位孔（4）的正上方，所述安装架（6）的上表面设置有出料装置（7）；所述出料装置（7）包括定位架（74），所述定位架（74）与安装架（6）的上表面固定连接，所述定位架（74）的表面通过扭转弹簧转动连接有两个对称设置的传动杆（72），两个所述传动杆（72）相对的一侧底部均固定连接有橡胶块（73），所述定位架（74）中插设有滑块（76），所述滑块（76）的表面与定位架（74）滑动连接，所述滑块（76）的一端固定连接有控制块（71），所述控制块（71）的下表面与传动杆（72）相抵，所述定位架（74）内装有定位弹簧（75），所述定位弹簧（75）与滑块（76）固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种岩土工程勘察用岩土取样装置，其特征在于：所述测量块（87）的表面开设有刻度槽。

3.根据权利要求1所述的一种岩土工程勘察用岩土取样装置，其特征在于：所述定位块（81）和测量块（87）的表面均开设有观察孔（82）。

4.根据权利要求1所述的一种岩土工程勘察用岩土取样装置，其特征在于：所述测量块（87）的上表面固定连接有拉伸弹簧（86），所述拉伸弹簧（86）与限位杆（85）固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种岩土工程勘察用岩土取样装置，其特征在于：所述安装架（6）的上表面开设有定位孔（4），定位孔（4）与驱动设备（1）对应设置，所述安装架（6）的下表面对称状固装有定位钉（5）。

6.根据权利要求1-5任一项所述一种岩土工程勘察用岩土取样装置的取样方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将取样装置运送至待取样位置，完成装配、定位与固定；

步骤二、移动定位块（81）将其与驱动设备（1）相抵，转动螺栓（83）将定位块（81）固定住，并通过移动定位块（81）的观察孔（82）记录刻度线读取数值；

步骤三、启动驱动设备（1），驱动设备（1）带动钻杆（2）插入岩土中；

步骤四、驱动设备（1）在钻探过程中持续推动测量块（87）在测量杆（88）发生滑移，测量块（87）上的限位杆（85）随即脱离限位槽（84），在拉伸弹簧（86）的弹力作用下带动限位杆（85）插入下一个限位槽（84）中，通过观察孔（82）观察测量块（87）的刻度读数，通过计算即可算出此次探测的深度；

步骤五、关闭驱动设备（1），将驱动设备（1）与钻杆（2）分离，向下踩动控制块（71），控制块（71）带动滑块（76）挤压定位弹簧（75），定位弹簧（75）受力形变产生弹力，控制块（71）挤压传动杆（72），传动杆（72）绕定位架（74）转动，扭转弹簧受力形变产生弹力，两个传动杆（72）通过橡胶块（73）将钻杆（2）夹住并向上拔起，松开控制块（71），扭转弹簧和定位弹簧（75）均失去束缚分别带动传动杆（72）和滑块（76）复位，重复操作即可将钻杆（2）取出，钻杆（2）取出后，再将钻杆（2）上携带的土样或岩石样本取下，完成岩土取样。

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