CN113295451B - 一种适用于欠固结软土地的勘探取样装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于欠固结软土地的勘探取样装置，底座、顶板和钻头，底座与顶板之间利用滑杆支撑固定，顶板和底座的中心位置均设有通孔，钻孔装置的上端设有卷线辊，卷线辊利用拉绳连接钻孔装置下端的连接管，连接管下端设有钻头，钻头内包括取样管和传感器安装管，两个管的下端与密封球体连接，底座设有固定腿，固定腿的中心位置设有上下贯通的通孔。本发明将取样管和传感器安装管活动安装在钻头内部，进而钻孔深度达到预定位置后实现对未破坏的土层的取样和勘探，进而确保数据的精确性；利用固定腿对整个装置进行固定调平，进而确保装置工作时保持稳定和钻孔与地面保持垂直进而方便取样、勘探土层位置的定位；操作简单，节约人力成本。

Description

一种适用于欠固结软土地的勘探取样装置
技术领域
本发明涉及一种勘探取样装置，尤其涉及一种适用于欠固结软土地的勘探取样装置。
背景技术
欠固结土是在现有自重压力作用下尚未完全固结的土，其特点是：土粒在重力作用下未固结，在沉积压密过程中产生盐类析出或胶结作用，形成“结构强度”，土体压缩曲线变缓。土层形成的此类土一旦“结构强度”遭到破坏，则会产生进一步固结压密，直至形成正常固结状态，传统的地质勘探取样装置机体通常是通过向欠固结地基中插入取样管，在外力的巨大作用下会破坏欠固结软土的原有结构，进而影响地基勘探和取样，同时现有的取样装置不能精准的控制取样勘探土层的深度和位置。
发明内容
发明目的：本发明旨在提供一种不破坏欠固结软土原有结构的勘探取样装置。
技术方案：本发明的一种适用于欠固结软土地的勘探取样装置，底座、顶板和钻头，底座与顶板之间利用滑杆支撑固定，顶板和底座的中心位置均设有通孔，用于穿过钻孔装置，钻孔装置的上端设有卷线辊，卷线辊利用拉绳连接钻孔装置下端的连接管，连接管下端设有钻头，钻头内包括取样管和传感器安装管，取样管和传感器安装管的下端与密封球体连接，钻头与密封球体的连接处为直径小于密封球体直径的通孔，底座的两端设有固定腿，固定腿为“工”字型，下端为底脚，底脚下方与地表接触的面设有防滑齿，固定腿的中心位置设有上下贯通的通孔，加固内螺杆能够从通孔内穿过。
其中，取样管是底端为圆锥体、上端为圆柱体的空心管，在取样管圆柱体部分的外侧边设有用于获取土壤的取样口，传感器安装管为底端为圆锥体、上端为圆柱体的空心管，管内设有传感探头；密封球体的中心设有一个能够穿过取样管和传感器安装管的孔，密封球体利用连接杆与钻头内壁连接，连接杆与密封球体的接触面为弧形，并且弧形的直径略大于密封球体的外径；连接管包括外管和内管，内管的下端与取样管、传感器安装管通过转动安装头连接；取样管和传感器安装管的下方设有三角形限位装置，三角形的顶角处设有限位块。
本发明中，加固内螺杆上端设有转动手环，通孔内设有与加固内螺杆匹配的内螺筒；卷线辊与第一电机和变速器连接；拉绳与连接管的连接处设有第二电机，连接管在第二电机的带动下旋转；第二电机固定在固定横杆上，固定横杆通过滑筒与滑杆滑动连接；底座上设有长度记录器，用于记录钻头的下降高度，底部设有滚轮，底座的两侧设有水平仪。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：(1)将取样管和传感器安装管活动安装在钻头内部，进而钻孔深度达到预定位置后实现对未破坏的土层的取样和勘探，进而确保数据的精确性；(2)利用固定腿对整个装置进行固定调平，进而确保装置工作时保持稳定和钻孔与地面保持垂直进而方便取样、勘探土层位置的定位；(3)操作简单，节约人力成本。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的固定腿结构示意图；
图3为本发明的外管结构示意图；
图4为本发明的钻头内部结构示意图；
图5为本发明的取样管结构示意图；
图6为本发明的传感器安装管结构示意图；
图7为本发明的密封球体连接杆结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图1-7对本发明的技术方案作进一步说明。
如图所示的一种适用于欠固结软土地的勘探取样装置，底座19、顶板7和钻头22，底座19与顶板7之间利用滑杆14支撑固定。
顶板7和底座19的中心位置均设有通孔，用于穿过钻孔装置，钻孔装置的上端设有卷线辊1，卷线辊1利用拉绳9连接钻孔装置下端的连接管。
连接管下端设有钻头22，钻头22内包括取样管37和传感器安装管35。
取样管37和传感器安装管35的下端与密封球体36连接，钻头22与密封球体36的连接处为直径小于密封球体36直径的通孔，能够堵住通孔，使得钻头22处于相对密封的状态，避免泥土进入钻头22。
底座19的两端设有固定腿24，固定腿24为“工”字型，下端为底脚30，底脚30下方与地表接触的面设有防滑齿31。
固定腿24的中心位置设有上下贯通的通孔32，加固内螺杆28能够从通孔32内穿过。
取样管37是底端为圆锥体、上端为圆柱体的空心管，在取样管37圆柱体部分的外侧边设有用于获取土壤的取样口39，传感器安装管35为底端为圆锥体、上端为圆柱体的空心管，管内设有传感探头40。传感探头40为温度传感探头和湿度传感探头。
密封球体36的中心设有一个能够穿过取样管37和传感器安装管35的孔。
密封球体36利用连接杆41与钻头22内壁连接，连接杆41与密封球体36的接触面为弧形，并且弧形的直径略大于密封球体36的外径。密封球体36可在连接杆41之间自由转动。
连接管包括外管15和内管33，内管33的下端与取样管37、传感器安装管35通过转动安装头34连接。
取样管37和传感器安装管35的下方设有三角形限位装置，三角形的顶角处设有限位块38，当内管33下降并触碰到限位块38时，内管33停止下降，取样管37和传感器安装管35均插入土壤中。
当钻头22处于下降的状态时，取样管37和传感器安装管35不会穿过密封球体36上的孔插入土壤，当钻头22下降到一定的高度时，向下推动内管33，使得取样管37和传感器安装管35穿过密封球体36上的孔插入土壤。
加固内螺杆28上端设有转动手环29，通孔32内设有与加固内螺杆28匹配的内螺筒27。
卷线辊1与第一电机6和变速器5连接。
拉绳9与连接管的连接处设有第二电机12，连接管在第二电机12的带动下旋转。
第二电机12固定在固定横杆8上，固定横杆8通过滑筒与滑杆14滑动连接。
底座19上设有长度记录器18，用于记录钻头22的下降高度，底部设有滚轮20，底座19的两侧设有水平仪17。
使用该装置进行欠固接软土地基进行勘探取样时，首先将装置移动到勘探取样区域，通过固定腿24将整个底座19支撑起来，调节支撑腿26，将底座19调平，旋转转动手环29，使加固内螺杆28插入地面，从而实现对整个装置的固定；第一电机6带动卷线棍1转动拉绳9提升到最高点，将底部安装有钻头22的外管15固定到第二电机12上，放松拉绳9使得钻头22接触地面，然后启动第二电机12带动外管15转动，在钻头22的带动下外管15逐渐进入到地基中，与此同时长度记录器18会记录下降的高度，从而可以判断钻孔的深度，待第二电机12下降到最低点时可取另一个外管接入到上一个外管15的顶端，然后继续钻孔带动外管15下降，到达预定深度后停止钻孔，然后通过向下推动外管15内部的内管33，从而使得取样管37和传感器安装管35从钻头的侧面插入到土层中，实现与土层的直接接触，壤会通过取样口进入到取样管中，进而实现顺利的对土壤的勘探，最后向上拉动内管33，回收取样管37和传感器安装管35；最后通过反方向转动钻头22并在拉绳9的带动下逐渐实现外管15的回收，最终实现对欠固接软土地基的勘探取样。

Claims (9)

1.一种适用于欠固结软土地的勘探取样装置，底座（19）、顶板（7）和钻头（22），其特征在于，所述底座（19）与顶板（7）之间利用滑杆（14）支撑固定，所述顶板（7）和底座（19）的中心位置均设有通孔，用于穿过钻孔装置，所述钻孔装置的上端设有卷线辊（1），卷线辊（1）利用拉绳（9）连接钻孔装置下端的连接管，连接管下端设有钻头（22），所述钻头（22）内包括取样管（37）和传感器安装管（35），取样管（37）和传感器安装管（35）的下端与密封球体（36）连接，钻头（22）与密封球体（36）的连接处为直径小于密封球体（36）直径的通孔，所述底座（19）的两端设有固定腿（24），所述固定腿（24）为“工”字型，下端为底脚（30），底脚（30）下方与地表接触的面设有防滑齿（31），所述固定腿（24）的中心位置设有上下贯通的通孔（32），加固内螺杆（28）能够从通孔（32）内穿过；
所述取样管（37）为底端为圆锥体、上端为圆柱体的空心管，在取样管（37）圆柱体部分的外侧边设有用于获取土壤的取样口（39），传感器安装管（35）是底端为圆锥体、上端为圆柱体的空心管，管内设有传感探头（40）。
2.根据权利要求1所述的一种适用于欠固结软土地的勘探取样装置，其特征在于，所述密封球体（36）的中心设有一个能够穿过取样管（37）和传感器安装管（35）的孔，密封球体（36）利用连接杆（41）与钻头（22）内壁连接，连接杆（41）与密封球体（36）的接触面为弧形，并且弧形的直径略大于密封球体（36）的外径。
3.根据权利要求1所述的一种适用于欠固结软土地的勘探取样装置，其特征在于，所述连接管包括外管（15）和内管（33），内管（33）的下端与取样管（37）、传感器安装管（35）通过转动安装头（34）连接。
4.根据权利要求1所述的一种适用于欠固结软土地的勘探取样装置，其特征在于，所述取样管（37）和传感器安装管（35）的下方设有三角形限位装置，三角形的顶角处设有限位块（38）。
5.根据权利要求1所述的一种适用于欠固结软土地的勘探取样装置，其特征在于，所述加固内螺杆（28）上端设有转动手环（29），通孔（32）内设有与加固内螺杆（28）匹配的内螺筒（27）。
6.根据权利要求1所述的一种适用于欠固结软土地的勘探取样装置，其特征在于，所述卷线辊（1）与第一电机（6）和变速器（5）连接。
7.根据权利要求1所述的一种适用于欠固结软土地的勘探取样装置，其特征在于，所述拉绳（9）与连接管的连接处设有第二电机（12），连接管在第二电机（12）的带动下旋转。
8.根据权利要求7所述的一种适用于欠固结软土地的勘探取样装置，其特征在于，所述第二电机（12）固定在固定横杆（8）上，固定横杆（8）通过滑筒与滑杆（14）滑动连接。
9.根据权利要求1所述的一种适用于欠固结软土地的勘探取样装置，其特征在于，所述底座（19）上设有长度记录器（18），用于记录钻头（22）的下降高度，底部设有滚轮（20），底座（19）的两侧设有水平仪（17）。
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