CN115575171A - 一种原状冻土取样装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种原状冻土取样装置，属于土壤取样装置技术领域。该原状冻土取样装置包括：取样筒和截断结构，取样筒外壁设有螺旋状的排屑槽，取样筒的下端面设有环状的切割刀头，取样筒的上端内壁固定设有与旋转驱动装置连接的连接头；取样筒的上端面设有竖孔，竖孔的下端与弧形孔的上端连通，弧形孔的下端连通取样筒内表面；截断结构包括竖杆、连接杆和弧形杆，所述竖杆穿设在竖孔内，竖孔通过连接杆铰接连接弧形杆的上端，弧形杆滑动设置在弧形孔内。取样过程中，对原状冻土的扰动小，能够不保持柱形原状冻土内部的原始结构，不需要提前预埋任何零部件，能够根据当时的冻土冻结状况任意选取合适的取样位置，能够保证冻土取样的客观性与随机性。

Description

一种原状冻土取样装置
技术领域
本发明涉及土壤取样装置技术领域，具体涉及一种原状冻土取样装置。
背景技术
原状土取样是工程地质勘查、环境工程、农业工程中的一项基础工作。原状土在采取过程中保持了试样的天然结构：即土样的物理性质、化学性质、结构特性等在取样过程中均保持不变；否则采取到的试样称为“扰动土”。在土壤物理学、土壤化学及土壤微观学等许多领域的研究中不容许或应该尽量避免扰动土的存在。
申请号为201210418372.7的原状冻土取样装置在使用的过程中需要在未冻结时期将其预埋进待取样土壤内，经长时间结冻后，再进行取样，存在持续时间长，人员行动两次的问题，而且采样点固定，不能在取样时随意变动采样点，使得原状冻土取样的随机性被破坏。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的问题，提供一种原状冻土取样装置。
本发明提供了一种原状冻土取样装置，包括：取样筒和截断结构，取样筒外壁设有螺旋状的排屑槽，取样筒的下端面设有环状的切割刀头，取样筒的上端内壁固定设有与旋转驱动装置连接的连接头；取样筒的上端面设有竖孔，竖孔的下端与弧形孔的上端连通，弧形孔的下端连通取样筒内表面；截断结构包括竖杆、连接杆和弧形杆，所述竖杆穿设在竖孔内，竖孔通过连接杆铰接连接弧形杆的上端，弧形杆滑动设置在弧形孔内。
优选地，所述环状的切割刀头的内壁直径小于取样筒的内壁直径。
优选地，所述取样筒的上端面均匀设有多个竖孔，各竖孔的下端均连通一个弧形孔，且对应的竖孔和弧形孔均对应设置一个截断结构。
优选地，所述取样筒的上端面固定设有螺纹套，螺纹套螺纹连接螺杆，螺杆的上端固定设有扳手，螺杆的下端转动连接所述竖杆的上端。
优选地，所述取样筒的上端面抵接压板的下表面，压板上设有多个预留孔，预留孔用于穿过连接头和竖杆，压板上绕连接头在取样筒的外侧还均匀设有多个锚杆。
优选地，所述取样筒的上端内壁固定设有横杆，横杆的中部固定连接所述连接头。
优选地，所述旋转驱动装置包括电钻。
优选地，所述竖杆的上端固定设有截面为T形的旋转体，旋转体转动连接螺杆下端面设有的T形的旋转腔。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：连接头连接旋转驱动装置后，旋转驱动装置驱动取样筒旋转，取样筒的下端面的切割刀头对冻土进行切割并进给，碎土块从排屑槽被向上排出，当取样筒进给到一定深度后，旋转驱动装置停止转动；此时将竖杆的上端部向下按压，竖杆竖直向下移动，竖杆推动连接杆进入弧形孔，并推动弧形杆沿弧形孔的弧度方向穿出取样筒的内表面，弧形杆的端部刺中柱状冻土，使得柱状冻土产生裂隙并与大地分离，此时可启动旋转驱动装置向外拔出取样筒即可顺利带出原状冻土，在此取样过程中，对原状冻土的扰动小，能够不保持柱形原状冻土内部的原始结构，不需要提前预埋任何零部件，能够根据当时的冻土冻结状况任意选取合适的取样位置，能够保证冻土取样的客观性与随机性。
附图说明
图1为本发明的剖视图；
图2为图1中A处的局部放大图；
图3为图1中B处的局部放大图。
附图标记说明：
1.取样筒，2.排屑槽，3.切割刀头，4.连接头，5.竖孔，6.弧形孔，7.竖杆，8.连接杆，9.弧形杆，10.螺纹套，11.扳手，12.压板，13.锚杆，14.横杆，15.螺杆。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供的一种原状冻土取样装置，如图1-2包括：取样筒1和截断结构，取样筒1外壁设有螺旋状的排屑槽2，取样筒1的下端面设有环状的切割刀头3，取样筒1的上端内壁固定设有与旋转驱动装置连接的连接头4；取样筒1的上端面设有竖孔5，竖孔5的下端与弧形孔6的上端连通，弧形孔6的下端连通取样筒1内表面；截断结构包括竖杆7、连接杆8和弧形杆9，所述竖杆7穿设在竖孔5内，竖孔5通过连接杆8铰接连接弧形杆9的上端，弧形杆9滑动设置在弧形孔6内。
连接头4连接旋转驱动装置后，旋转驱动装置驱动取样筒1旋转，取样筒1的下端面的切割刀头3对冻土进行切割并进给，碎土块从排屑槽2被向上排出，当取样筒1进给到一定深度后，旋转驱动装置停止转动；此时将竖杆7的上端部向下按压，竖杆7竖直向下移动，竖杆7推动连接杆8进入弧形孔6，并推动弧形杆9沿弧形孔6的弧度方向穿出取样筒1的内表面，弧形杆9的端部刺中柱状冻土，使得柱状冻土产生裂隙并与大地分离，此时可启动旋转驱动装置向外拔出取样筒1即可顺利带出原状冻土，在此取样过程中，对原状冻土的扰动小，能够不保持柱形原状冻土内部的原始结构，不需要提前预埋任何零部件，能够根据当时的冻土冻结状况任意选取合适的取样位置，能够保证冻土取样的客观性与随机性。
优选地，如图1所述环状的切割刀头3的内壁直径小于取样筒1的内壁直径。
目的在于减小柱形取样冻土外边面与取样筒1内表面之间的摩擦。
优选地，如图1-3所述取样筒1的上端面均匀设有多个竖孔5，各竖孔5的下端均连通一个弧形孔6，且对应的竖孔5和弧形孔6均对应设置一个截断结构。
目的在于多角度对柱形取样冻土进行截断，并且能够防止取样筒1向外退出的过程中柱形取样冻土掉落出来。
优选地，如图1和图3所述取样筒1的上端面固定设有螺纹套10，螺纹套10螺纹连接螺杆15，螺杆15的上端固定设有扳手11，螺杆15的下端转动连接所述竖杆7的上端。
为了省力，通过正向旋转扳手11，用于向下按压竖杆7，实现推动竖杆7、连接杆8和弧形杆9的目的。
优选地，如图1和图3所述取样筒1的上端面抵接压板12的下表面，压板12上设有多个预留孔，预留孔用于穿过连接头4和竖杆7，压板12上绕连接头4在取样筒1的外侧还均匀设有多个锚杆13。
当取样筒1进给到一定深度后，旋转驱动装置停止转动，并取下旋转驱动装置，将压板12放置在取样筒1的上端面，通过锚杆13锚固在地面上，然后正向旋转扳手11，用以截断柱形取样冻土，同时能够防止弧形杆9截断柱形取样冻土时，反作用力将取样筒1顶出地面，降低截断效果与效率。
优选地，如图1所述取样筒1的上端内壁固定设有横杆14，横杆14的中部固定连接所述连接头4。
优选地，所述旋转驱动装置包括电钻。
优选地，如图3所述竖杆7的上端固定设有截面为T形的旋转体，旋转体转动连接螺杆15下端面设有的T形的旋转腔。
本发明的原状冻土取样装置的使用方法如下：
任选一处冻土区域，连接头4连接电钻后，旋转驱动装置驱动取样筒1旋转，取样筒1的下端面的切割刀头3对冻土进行切割并进给，碎土块从排屑槽2被向上排出，当取样筒1进给到一定深度后，旋转驱动装置停止转动，并取下旋转驱动装置，将压板12放置在取样筒1的上端面，通过锚杆13锚固在地面上；
然后，正向旋转各个扳手11，向下按压竖杆7，实现推动竖杆7、连接杆8和弧形杆9，弧形杆9沿弧形孔6的弧度方向穿出取样筒1的内表面，弧形杆9的端部刺中柱状冻土，使得柱状冻土产生裂隙并与大地分离；
接着，移除锚杆13和压板12，启动电钻向外拔出取样筒1即可顺利带出原状冻土；
最后，反向旋转各个扳手11，竖杆7、连接杆8和弧形杆9均向上移动，弧形杆9解除对原状冻土的限位，倒出柱形原状冻土即可。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种原状冻土取样装置，其特征在于，包括：
取样筒(1)，外壁设有螺旋状的排屑槽(2)，取样筒(1)的下端面设有环状的切割刀头(3)，取样筒(1)的上端内壁固定设有与旋转驱动装置连接的连接头(4)；取样筒(1)的上端面设有竖孔(5)，竖孔(5)的下端与弧形孔(6)的上端连通，弧形孔(6)的下端连通取样筒(1)内表面；
截断结构，包括竖杆(7)、连接杆(8)和弧形杆(9)，所述竖杆(7)穿设在竖孔(5)内，竖孔(5)通过连接杆(8)铰接连接弧形杆(9)的上端，弧形杆(9)滑动设置在弧形孔(6)内。
2.如权利要求1所述的原状冻土取样装置，其特征在于，所述环状的切割刀头(3)的内壁直径小于取样筒(1)的内壁直径。
3.如权利要求1所述的原状冻土取样装置，其特征在于，所述取样筒(1)的上端面均匀设有多个竖孔(5)，各竖孔(5)的下端均连通一个弧形孔(6)，且对应的竖孔(5)和弧形孔(6)均对应设置一个截断结构。
4.如权利要求1所述的原状冻土取样装置，其特征在于，所述取样筒(1)的上端面固定设有螺纹套(10)，螺纹套(10)螺纹连接螺杆(15)，螺杆(15)的上端固定设有扳手(11)，螺杆(15)的下端转动连接所述竖杆(7)的上端。
5.如权利要求1所述的原状冻土取样装置，其特征在于，所述取样筒(1)的上端面抵接压板(12)的下表面，压板(12)上设有多个预留孔，预留孔用于穿过连接头(4)和竖杆(7)，压板(12)上绕连接头(4)在取样筒(1)的外侧还均匀设有多个锚杆(13)。
6.如权利要求1所述的原状冻土取样装置，其特征在于，所述取样筒(1)的上端内壁固定设有横杆(14)，横杆(14)的中部固定连接所述连接头(4)。
7.如权利要求1所述的原状冻土取样装置，其特征在于，所述旋转驱动装置包括电钻。
8.如权利要求4所述的原状冻土取样装置，其特征在于，所述竖杆(7)的上端固定设有截面为T形的旋转体，旋转体转动连接螺杆(15)下端面设有的T形的旋转腔。
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