CN113567185A - 一种地质岩土勘察强度试验采样装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种地质岩土勘察强度试验采样装置，不仅能够将土壤样本在不进行粉碎的情况下进行完整取出，同时使得取出后的土壤不仅结构不发生变化还不存在额外的内应力，从而使得取出的样本能准确反映出当前土层内的实际情况，其解决的技术方案是，包括钻探机，其特征在于，还包括安装在钻探机上的采样器，采样器包括采样筒，采样筒经隔离板分为上腔室与下腔室，下腔室内侧壁上同轴固定连接有切割层，切割层与螺旋通道下端设有刃口，上腔室内固定连接有同轴布置的导向杆，导向杆内竖向滑动连接有按压杆，按压杆下端向下伸出到下腔室内而上端开设有竖向布置的螺纹孔，按压杆下端设有按压盘。

Description

一种地质岩土勘察强度试验采样装置

技术领域

本发明涉及一种岩土勘察装置，特别是一种地质岩土勘察强度试验采样装置。

背景技术

在进行岩土勘察过程中往往采用钻土取样的方式来进行土壤与岩土取样，这样在取出的样本虽然可以反映当前岩土土层的土壤类型以及土壤种类等情况，但是钻土取样会破坏土壤结构以及土壤内物质结构分布情况，同时钻土取样过程中需要对土壤有切削动作，此种动作下会导致土壤收到额外的挤压与剪切力，会导致土壤内部结构与受力情况发生改变，不利于了解当前岩土层内部结构的初始状态，而由于将土层内的样品取出过程中会面临样品结构发生改变以及整体结构无法在不受力状态下取出的问题，同时还要能够使得取出后的土壤保持原本的状态，这样才能对当前土层的状态以及土壤结构分布进行研究，从而得出准确数据。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明提供了一种地质岩土勘察强度试验采样装置，不仅能够将土壤样本在不进行粉碎的情况下进行完整取出，同时使得取出后的土壤不仅结构不发生变化还不存在额外的内应力，从而使得取出的样本能准确反映出当前土层内的实际情况。

其解决的技术方案是，包括钻探机，其特征在于，还包括安装在钻探机上的采样器，采样器包括采样筒，采样筒经隔离板分为上腔室与下腔室，下腔室内侧壁上同轴固定连接有切割层，切割层内设有螺旋通道且切割层下端与各个螺旋通道下端位置相对应处设有刃口，螺旋通道上端联通到上腔室内，采样筒下端设有多个沿圆周均布的切割齿，上腔室内固定连接有同轴布置的导向杆，导向杆内竖向滑动连接有按压杆，按压杆下端向下伸出到下腔室内而上端开设有竖向布置的螺纹孔，按压杆下端设有按压盘，上腔室上端固定连接有驱动电机，驱动电机转轴向下伸出到上腔室内且与按压杆上端的螺纹孔之间螺纹配合。

作为优选，还包括位于采样筒内侧面下端上的截取装置，截取装置包括转动连接在切割层内的切割刃，切割层上开设有水平布置的储存口，切割刃与采样筒转动连接部位设有扭簧，切割刃外侧连接有拉动绳，拉动绳穿过切割层并向上伸出到上腔体上端，上腔体上端内竖向滑动连接有拉环，拉环上端面与上腔体上端面之间设有复位弹簧，上腔体上端设有对拉环进行限位的限位块，导向杆上端内竖向滑动连接有用于对拉环进行推动的推动片。

作为优选，所述导向杆上端开设有运动槽，运动槽内竖向滑动连接有推动片，推动片上开设有用于驱动电机转轴通过的通孔。

作为优选，所述切割刃内侧与切割层弧度相同，切割刃在拉绳拉动时沿与采样筒的转动连接部位进行转动，直到隐藏在切割层内时停止，切割刃内侧起到对采用筒内侧面的密封作用。

作为优选，所述切割刃上固定连接有阻挡块，用于对切割刃进行限位。

作为优选，所述上腔体上开设有出料门，出料门下端与上腔体下端之间平齐。

作为优选，所述上腔体上端固定连接有连接块，连接块上端开设有连接槽口。

作为优选，所述切割齿朝向与刃口方向相同且刃口高度高于切割齿高度。

作为优选，所述切割刃伸出端开设有弧形倒角，弧形倒角圆心与切割刃转动轴同轴心布置，切割刃伸出端朝向斜前方伸出。

本发明有益效果是：1.在取土过程中不会破坏岩土内部结构以及土壤分布；

2.取出后的土壤能够保持标准形状方便观察以及储存；

3.取出样本后方便从采样筒内取出且不破坏结构；

4.在未到达取土部位时不会使得杂物进入到采用筒内，保证取样的准确性。

附图说明

图1为本发明钻探机整体示意图。

图2为本发明采样筒示意图。

图3为本发明采样筒剖视图第一视角。

图4为本发明采样筒剖视图第一视角中局部放大图。

图5为本发明采样筒剖视图第二视角。

图6为本发明采样筒剖视图第二视角中局部放大图。

图7为本发明采样筒局部剖视图第一视角。

图8为本发明采样筒局部剖视图第二视角。

图9为本发明采样筒剖视图第三视角。

图10为本发明采样筒剖视图第三视角中局部放大图。

图11为本发明采样筒内部示意图。

图12为本发明采样筒内部示意图中局部放大图。

图13为本发明采样筒内部示意图第二视角。

图14为本发明采样筒内部示意图第二视角中局部放大图。

附图标记

1.钻探机，2.采样筒，3.上腔室，4.下腔室，5.切割层，6.螺旋通道，7.刃口，8.切割齿，9.导向杆，10.按压杆，11.按压盘，12.驱动电机，13.切割刃，14.储存口，15.扭簧，16.拉环，17.复位弹簧，18.限位块，19.推动片，20.运动槽，21.阻挡块，22.出料门，23.连接块，24.连接槽口。

具体实施方式

以下结合附图1-14对本发明的具体实施方式做出进一步详细说明。

该实施例在使用时，采样筒2分为上下两个腔室，上腔室3内设有竖向布置的导向杆9，导向杆9为中空结构且中空部分联通到下腔室4内，导向杆9内竖向滑动连接有按压杆10，按压杆10上端经固定连接在上腔室3上的驱动电机12进行上下方位的驱动，按压杆10下端固定连接有按压盘11，按压盘11与采样筒2内轮廓之间竖向滑动连接，下腔体下段设有切割层5，切割层5内转动连接有多个切割齿8，各个切割齿8伸出状态时会伸出到采样筒2内，各个切割齿8在收纳状态时会隐藏在切割层5内，各个切割齿8在切割层5内分别转动连接且转动连接部位分别设有扭簧15，各个切割齿8外侧分别连接有拉动绳，拉动绳向外伸出且经切割层5向上伸出到上腔体上端，上腔体上端设有驱动拉动绳伸出端的拉环16，拉环16与上腔体上端之间设有复位弹簧17，拉环16在上腔体内经限位块18进行限位，上腔体上端竖向滑动连接有用于驱动拉环16进行升降运动的推动片19，推动片19向上运动时会驱动拉环16向上运动，拉环16向上运动过程中会驱动各个拉动绳伸出端向上运动，从而使得各个切割刃13伸出端进行收缩回位，采样筒2下端设有切割层5，切割层5与采样筒2外轮廓下端上分别固定连接有切割齿8，切割层5内设有螺旋通道6，各个螺旋通道6下端设有刃口7，各个螺旋通道6刃口7朝向与切割齿8朝向一致，各个螺旋通道6上端分别联通到上腔体内。

在初始状态时，位于采样筒2内的导向杆9内竖向滑动连接的按压杆10向下伸出，按压杆10下端固定连接的按压盘11起到对下腔体下端的封堵作用，防止在未到达采集部位时下腔体内进入杂物，此时各个切割刃13在各个拉动绳未受力状态时，各个切割刃13通过相应的扭簧15进行伸出。

在使用之前需要通过钻探机1先行钻出能够将采样装置通过的通孔，然后将钻探机1的转头替换为采样装置，然后将采样装置送到需要进行采样的部位，在将采样装置送到需要采样部位时，按压盘11会被触动，此时代表已经到达取样位置，按压盘11上连接有压力传感器可以感应到是否接触到取样部位，远程操控驱动电机12转动，驱动电机12转动过程中通过螺纹传动将按压杆10向上拉动，在将按压杆10向上进行运动到顶部后继续向上运动会推动推动片19向上运动，推动片19向上运动会通过拉环16与拉动绳的作用驱动各个切割刃13进行收纳进入切割层5内，同时切割刃13内侧弧度与切割层5内侧面弧度相同，所以切割刃13内侧会与切割层5内侧面之间吻合，从而起到密封作用，此时控制采样筒2进行转动的过程中并向下运动，此时土壤被切割层5内轮廓下端与采样筒2外轮廓下端上的切割齿8进行转动取样，此时切割齿8在转动过程中会将下方的土层进行切割为圆形柱与环形圈，位于内层的圆柱形土层由于上端没有阻挡物而保持不变，位于环形圈内的土层被螺旋通道6下端的刃口7进行切割，由于刃口7位于两切割齿8组成的环形内，同时由于刃口7高度高于切割齿8高度，所以在土层接触到刃口7部位时已经被两切割齿8包围，所以并不会在切割过程中进行分散，在采样筒2向下运动并转动过程中会通过刃口7将环形圈内的土壤进行粉碎，同时粉碎后的土壤会在刃口7导向的作用下向上沿着螺旋通道6进入到上腔体内，同时两切割齿8均带有相应的倾斜角度，使得切割齿8在进行切割过程中推动切割齿8下方的土壤向两切割齿8内的空间处运动，防止切割过程中产生额外的倾斜力导致中心部位的土壤结构发生变化，采样筒2在向下运动设定距离后停止运动，下腔体内已经存放了足够的待取样的圆柱形土壤样品，此时驱动按压杆10向下运动一定距离，驱动按压杆10上端将推动片19放开，推动片19在复位弹簧17的弹力作用下向运动，而各个切割刃13失去了向上的拉力会在各个扭簧15的作用下进行伸出，此时停止驱动采样筒2向下运动，而继续驱动采样筒2进行转动，采样筒2在转动过程中，各个切割刃13会起到对圆柱形土壤下端的切割作用，在转动设定圈数后停止转动，而将采样器向上取出，此时位于采样筒2内的圆柱形土壤样品在各个切割刃13上端面的支撑作用下并不会向下运动，所以会将此时还在采样筒2内的土壤样品进行收集并运输出去，然后在运输出去后将各个切割刃13进行收纳即可将土壤样品进行取出，然后将位于上腔体内的残余物料进行清理后即可进行下一次的采集作业。

Claims (9)

1.一种地质岩土勘察强度试验采样装置，包括钻探机（1），其特征在于，还包括安装在钻探机（1）上的采样器，采样器包括采样筒（2），采样筒（2）经隔离板分为上腔室（3）与下腔室（4），下腔室（4）内侧壁上同轴固定连接有切割层（5），切割层（5）内设有螺旋通道（6）且切割层（5）下端与各个螺旋通道（6）下端位置相对应处设有刃口（7），螺旋通道（6）上端联通到上腔室（3）内，采样筒（2）下端设有多个沿圆周均布的切割齿（8），上腔室（3）内固定连接有同轴布置的导向杆（9），导向杆（9）内竖向滑动连接有按压杆（10），按压杆（10）下端向下伸出到下腔室（4）内而上端开设有竖向布置的螺纹孔，按压杆（10）下端设有按压盘（11），上腔室（3）上端固定连接有驱动电机（12），驱动电机（12）转轴向下伸出到上腔室（3）内且与按压杆（10）上端的螺纹孔之间螺纹配合。

2.根据权利要求1所述一种地质岩土勘察强度试验采样装置，其特征在于，还包括位于采样筒（2）内侧面下端上的截取装置，截取装置包括转动连接在切割层（5）内的切割刃（13），切割层（5）上开设有水平布置的储存口（14），切割刃（13）与采样筒（2）转动连接部位设有扭簧（15），切割刃（13）外侧连接有拉动绳，拉动绳穿过切割层（5）并向上伸出到上腔体上端，上腔体上端内竖向滑动连接有拉环（16），拉环（16）上端面与上腔体上端面之间设有复位弹簧（17），上腔体上端设有对拉环（16）进行限位的限位块（18），导向杆（9）上端内竖向滑动连接有用于对拉环（16）进行推动的推动片（19）。

3.根据权利要求2所述一种地质岩土勘察强度试验采样装置，其特征在于，所述导向杆（9）上端开设有运动槽（20），运动槽（20）内竖向滑动连接有推动片（19），推动片（19）上开设有用于驱动电机（12）转轴通过的通孔。

4.根据权利要求2所述一种地质岩土勘察强度试验采样装置，其特征在于，所述切割刃（13）内侧与切割层（5）弧度相同，切割刃（13）在拉绳拉动时沿与采样筒（2）的转动连接部位进行转动，直到隐藏在切割层（5）内时停止，切割刃（13）内侧起到对采用筒内侧面的密封作用。

5.根据权利要求2所述一种地质岩土勘察强度试验采样装置，其特征在于，所述切割刃（13）上固定连接有阻挡块（21），用于对切割刃（13）进行限位。

6.根据权利要求1所述一种地质岩土勘察强度试验采样装置，其特征在于，所述上腔体上开设有出料门（22），出料门（22）下端与上腔体下端之间平齐。

7.根据权利要求1所述一种地质岩土勘察强度试验采样装置，其特征在于，所述上腔体上端固定连接有连接块（23），连接块（23）上端开设有连接槽口（24）。

8.根据权利要求1所述一种地质岩土勘察强度试验采样装置，其特征在于，所述切割齿（8）朝向与刃口（7）方向相同且刃口（7）高度高于切割齿（8）高度。

9.根据权利要求2所述一种地质岩土勘察强度试验采样装置，其特征在于，所述切割刃（13）伸出端开设有弧形倒角，弧形倒角圆心与切割刃（13）转动轴同轴心布置，切割刃（13）伸出端朝向斜前方伸出。

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