CN207351729U - 一种古地磁测试用方形土样取样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种古地磁测试用方形土样取样装置，包括导向杆和螺纹连接在导向杆底端的对开贯入器，导向杆上穿设有沿导向杆上下移动的穿心锤，对开贯入器由两个相扣合的贯入件组成，贯入件包括与导向杆螺纹连接的连接部和位于连接部下方的取样部，两个取样部相扣合的面上均开设有贯入槽，两个贯入槽相对布设形成方形腔室。本实用新型通过向上提拉穿心锤，利用穿心锤向下运动的动能将对开贯入器贯入土样内部，使对开贯入器的方形腔室内贯入土样，最终形成方形土样，且对开贯入器采用相扣合的两个贯入件组成，这样不仅便于对开贯入器的拆装，还便于将成形的方形土样取出，避免取出方形土样时对方形土样形状的破坏，保证了方形土样的完整性。

Description

一种古地磁测试用方形土样取样装置

技术领域

本实用新型属于地质工程技术领域，具体涉及一种古地磁测试用方形土样取样装置。

背景技术

在地质调查工作中，常需要测定第四纪沉积层土样的磁极性，所谓第四纪沉积层土样指由地壳的岩石风化后，经地表流水、湖泊、海冰川等地质作用的破坏，搬运和堆积而成的近代沉积物，由于沉积历史不长，是一种松散的沉积物，在具体第四纪沉积层土样的古地磁测试时，根据第四纪沉积层土样的地磁极性“期”和“事件”的判别，并对照国际通用的标准，建立相应的年代界限，从而判别地层的相对年代。其中，古地磁测试用的土样从现场地层中取出时，不仅需要保持原始结构，还需要几何形体尽量规整，一般要求修整成立方体的土样或者圆柱体的土样，且需要确定土样在实地原空间方位，具体采样时，在土样上标定出正北方向，则可确定土样在实地原空间方位。目前，圆柱土样有专用的取样装置，但方形土样没有专用取样装置，采用的仍是手工切削取样的方式，手工切削取样的方式的缺点是：由于方形土样易产生应力集中现象，加之没有配套的辅助制样装置，因此采取手工切削取样的方式难以从现场地层中完整地取出能够保持原始结构、几何形体规整的方形土样，若用其切削的方形土样进行古地磁测试，则无法准确再现古地磁场的特征，此外，手工切削取样的方式还存在过程繁琐、效率低、工作强度高缺陷。因此，亟需研制一种古地磁测试用方形土样的取样装置。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种古地磁测试用方形土样取样装置。该方形土样取样装置通过向上提拉穿心锤，利用穿心锤向下运动的动能将对开贯入器贯入土样内部，使对开贯入器的方形腔室内贯入土样，最终形成方形土样，且对开贯入器采用相扣合的两个贯入件组成，这样不仅便于对开贯入器的拆装，还便于将成形的方形土样取出，避免取出方形土样时对方形土样形状的破坏，保证了方形土样的完整性。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是一种古地磁测试用方形土样取样装置，其特征在于：包括导向杆和螺纹连接在导向杆底端的对开贯入器，所述导向杆上穿设有沿导向杆上下移动用于推动导向杆和对开贯入器向采样面方向贯入的穿心锤，所述对开贯入器由两个相扣合的贯入件组成，所述贯入件包括与导向杆螺纹连接的连接部和位于所述连接部下方的取样部，两个所述取样部相扣合的面上均开设有贯入槽，两个所述贯入槽相对布设形成方形腔室。

上述一种古地磁测试用方形土样取样装置，其特征在于：所述导向杆的下部具有用于限定穿心锤下降位置的限位台，所述穿心锤的外缘具有用于限定穿心锤贯入土样内的卡台。

上述一种古地磁测试用方形土样取样装置，其特征在于：所述导向杆与对开贯入器之间设置有顶帽，所述导向杆与对开贯入器均与顶帽螺纹连接，所述导向杆为圆柱体结构，所述顶帽的外缘具有用于限定顶帽贯入土样内的顶帽肩。

上述一种古地磁测试用方形土样取样装置，其特征在于：所述取样部的侧壁上靠近所述连接部的位置处开设有排气孔，所述排气孔与方形腔室相贯通。

上述一种古地磁测试用方形土样取样装置，其特征在于：所述取样部的底部外缘设置有刀刃部。

上述一种古地磁测试用方形土样取样装置，其特征在于：两个所述连接部相扣合后呈圆柱体结构。

上述一种古地磁测试用方形土样取样装置，其特征在于：所述对开贯入器穿设在用于限定对开贯入器贯入方向的定向座内，所述定向座内开设有定向孔，所述定向孔为长方体孔，两个所述取样部相扣合后呈与所述长方体孔间隙配合的长方体结构。

上述一种古地磁测试用方形土样取样装置，其特征在于：所述定向座的外缘切割有与地质罗盘配合使用的定向面，所述定向面为平面，所述定向面与所述长方体孔相对应的侧面平行。

上述一种古地磁测试用方形土样取样装置，其特征在于：所述定向座由支撑部和位于支撑部上方的凸出部组成，所述定向孔贯通支撑部和凸出部。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1.本实用新型通过沿导向杆向下运动过程中产生动能的穿心锤将对开贯入器贯入至土样内，从而使土样贯入方形腔室内形成方形土样，操作简便，成型的方形土样能够保持原始结构，且几何形状规整，满足古地磁测试的使用要求，同时取样效率高，避免现有技术中采用手工切削取样造成的取样效率低下、工作强度高的技术问题。

2.本实用新型的对开贯入器在具体取样时沿着定向座向土样贯入，这样能够保证对开贯入器在向下移动的过程中垂直贯入土样，防止对开贯入器晃动造成方形土样几何形体不规整甚至方形土样不成形的现象。

3.本实用新型的对开贯入器螺纹连接在导向杆的底端，对开贯入器贯入土样后可将对开贯入器进行拆卸，且由于对开贯入器是对开式结构，这样也便于将方形土样取出，从而保证方形土样的完整性。

4.本实用新型的定向座的外缘切割有与地质罗盘相配合的定向面，这样可借助地质罗盘确定方形土样在实地原空间方位。

综上所述，本实用新型通过向上提拉穿心锤，利用穿心锤向下运动的动能将对开贯入器贯入土样内部，使对开贯入器的方形腔室内贯入土样，最终形成方形土样，且对开贯入器采用相扣合的两个贯入件组成，这样不仅便于对开贯入器的拆装，还便于将成形的方形土样取出，避免取出方形土样时对方形土样形状的破坏，保证了方形土样的完整性。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的结构示意图。

图2为本实用新型实施例2的结构示意图。

图3为本实用新型实施例3的结构示意图。

图4为本实用新型实施例4的结构示意图。

图5为本实用新型穿心锤的结构示意图。

图6为本实用新型第一贯入件的俯视图。

图7为图6的左视图。

图8为本实用新型第二贯入件的俯视图。

图9为本实用新型定向座的俯视图。

图10为本实用新型实施例4的使用状态图。

图11为图10的俯视图。

附图标记说明:

1—导向杆； 1-1—限位台； 2—穿心锤；

2-1—导向孔； 2-2—卡台； 3—顶帽；

3-1—顶帽肩； 4—对开贯入器； 4-1—第一贯入件；

4-1-1—第一连接部； 4-1-2—第一取样部； 4-2—第二贯入件；

4-2-1—第二连接部； 4-2-2—第二取样部； 5—方形腔室；

6—定向座； 6-1—支撑部； 6-2—凸出部；

6-3—定向面； 6-4—定向孔； 7—排气孔；

8—刀刃部； 9—采样面； 10—地质罗盘。

具体实施方式

实施例1

如图1所示的一种古地磁测试用方形土样取样装置，包括导向杆1和螺纹连接在导向杆1底端的对开贯入器4，所述导向杆1上穿设有沿导向杆1上下移动用于推动导向杆1和对开贯入器4向采样面9方向贯入的穿心锤2，所述对开贯入器4由两个相扣合的贯入件组成，所述贯入件包括与导向杆1螺纹连接的连接部和位于所述连接部下方的取样部，两个所述取样部相扣合的面上均开设有贯入槽，两个所述贯入槽相对布设形成方形腔室5。

具体实施时，将对开贯入器4放置在采样面9上，并使采样面9平整，沿着导向杆1向上提拉穿心锤2，再松开穿心锤2，穿心锤2沿着导向杆1向下运动的过程中，将重力势能转化成动能，利用穿心锤2的动能将导向杆1和对开贯入器4向采样面9方向贯入，最终将土样贯入对开贯入器4的方形腔室5内，若方形腔室5内未贯满土样，可重复提拉穿心锤2，直至方形腔室5内贯满土样，再将对开贯入器4拆卸将成形的方形土样取出，这样设计的好处是：1.采用对开贯入器4可一次成形方形土样，取样方便、取样效率高，且成形的方形土样形状规整，能够保持原始结构，相比手工反复切削取样不仅提高了取样效率，还有效提高测试数据的精确度；2.利用穿心锤2向下运动的动能将对开贯入器4贯入土样内，减少了整个方形土样取样装置的零部件数量，还降低了能耗。

本实施例中，所述对开贯入器4由两个相扣合的贯入件组成，所述贯入件包括第一贯入件4-1和第二贯入件4-2，如图6和图7所示，所述第一贯入件4-1由第一连接部4-1-1和位于第一连接部4-1-1下方的第一取样部4-1-2组成，所述第一连接部4-1-1和第一取样部4-1-2呈一体结构，所述第一取样部4-1-2的侧壁上靠近所述第一连接部4-1-1的位置处开设有排气孔7，所述排气孔7与方形腔室5相贯通，所述第一取样部4-1-2的底部外缘设置有刀刃部8，如图8所示，所述第二贯入件4-2由第二连接部4-2-1和位于第二连接部4-2-1下方的第二取样部4-2-2组成，第二连接部4-2-1和第二取样部4-2-2呈一体结构，所述第二取样部4-2-2的侧壁上靠近所述第二连接部4-2-1的位置处开设有排气孔7，所述排气孔7与方形腔室5相贯通，所述第二取样部4-2-2的底部外缘设置有刀刃部8，第一连接部4-1-1和第二连接部4-2-1相扣合形成圆柱体结构，第一取样部4-1-2和第二取样部4-2-2相扣合呈长方体结构，所述方形腔室5的侧面与所述长方体结构相对应的侧面平行。具体使用时，所述第一连接部4-1-1和第二连接部4-2-1相对紧扣并螺纹连接在导向杆1的底端，第一取样部4-1-2和第二取样部4-2-2相扣形成方形腔室5，对开贯入器4采用对开式结构，这样设计的好处是：当方形腔室5内填满土样后，将对开贯入器4拆下，再沿着方形腔室5的轴向方向将相扣合的第一取样部4-1-2和第二取样部4-2-2取下，这样能够够保证成形的方形土样几何形状的完整。

本实施例中，第一取样部4-1-2的侧壁上开设有排气孔7，第二取样部4-2-2的侧壁上也开设有排气孔7，具体取样时，随着对开贯入器4的贯入，土样贯入至方形腔室5内，在土样贯入方形腔室5的过程中，排气孔7可将方形腔室5内的空气排出，便于土样的顺利贯入，若对开贯入器4为密封结构，随着土样的贯入，方形腔室5内的压强逐渐变大，土样不易进入方形腔室5内，这样容易导致成形的方形土样产生缝隙裂缝，改变土样的原始结构，最终降低古地磁测试数据的精确度甚至造成古地磁测试数据的失效。

本实施例中，第一取样部4-1-2的底部外缘设置有刀刃部8，第二取样部4-2-2的底部外缘设置有刀刃部8，具体取样时，刀刃部8便于对开贯入器4贯入土样内，这样减少了穿心锤2上下移动的次数，缩短了取样时间。

本实施例中，如图1所示，所述导向杆1具有用于限定穿心锤2下降位置的限位台1-1，当穿心锤2沿着导向杆1向下运动的过程中与导向杆1上的限位台1-1相碰，从而使导向杆1和对开贯入器4具有向下的动量，进而导致导向杆1和对开贯入器4朝采样面9方向贯入，限位台1-1设置在导向杆1的下部，这样可使穿心锤2下降较远的距离即可使穿心锤2具有较大的动能，从而使导向杆1和对开贯入器4具有较大的向下移动的动量，最终实现穿心锤2推动导向杆1一次，方形腔室5就可贯入较多的土样。

本实施例中，如图5所示，所述穿心锤2的外缘具有用于限定穿心锤2贯入采样面9的卡台2-2和供导向杆1穿过的导向孔2-1，所述导向杆1与导向孔2-1为间隙配合，当对开贯入器4贯入土样内后，所述卡台2-2与采样面9接触，防止穿心锤2随对开贯入器4一起贯入土样内，这样不仅便于取样的操作，还可限定了对开贯入器4的贯入距离，避免穿心锤2贯入土样内，造成后续移除贯入土样内的穿心锤2时对方形腔室5内成形的方形土样的破坏。

实施例2

本实施例与实施例1的区别是：如图2所示，所述导向杆1与对开贯入器4之间设置有顶帽3，所述导向杆1与对开贯入器4均与顶帽3螺纹连接，所述导向杆1为圆柱体结构，所述顶帽3的外缘具有用于限定顶帽3贯入采样面9的顶帽肩3-1。

本实施例中，导向杆1与对开贯入器4通过顶帽3连接，设置顶帽3的优点为：1.穿心锤2下落时直接作用在顶帽3上，再通过顶帽3的下移推动对开贯入器4朝土样方向贯入，避免速度和质量较大的穿心锤2直接作用在对开贯入器4上造成对开贯入器4的破坏，这样延长了对开贯入器4的使用寿命；2.顶帽3下移的过程中顶帽肩3-1与采样面9接触，同时也限定了对开贯入器4的贯入距离，避免顶帽3随对开贯入器4一起贯入土样内。

实施例3

本实施例与实施例1的区别是：如图3所示，所述对开贯入器4穿设在用于限定对开贯入器4贯入方向的定向座6内，所述定向座6内开设有定向孔6-4，所述定向孔6-4为长方体孔，两个所述取样部相扣合后呈长方体结构。

具体实施时，设置定向座6的作用是：对开贯入器4在穿心锤3的作用下贯入土样内，在对开贯入器4贯入土样的过程中，由于土样内具有硬度较大的沉积物，这样很难保证对开贯入器4垂直贯入土样内，通过定向座6避免对开贯入器4在贯入的过程中晃动倾斜造成方形土样几何形体不规整甚至方形土样不成形的现象。

本实施例中，如图3和图9所示，所述定向座6由支撑部6-1和位于支撑部6-1上方的凸出部6-2组成，所述定向孔6-4贯通支撑部6-1和凸出部6-2，具体取样时，随着对开贯入器4的贯入，所述凸出部6-2与穿心锤2外缘设置的卡台2-2接触，有效避免穿心锤2随对开贯入器4一起贯入土样内。

实施例4

本实施例与实施例2的区别是：如图4所示，所述对开贯入器4穿设在用于限定对开贯入器4贯入方向的定向座6内，所述定向座6内开设有定向孔6-4，所述定向孔6-4为长方体孔，两个所述取样部相扣合后呈长方体结构。

本实施例中，如图4和图9所示，所述定向座6由支撑部6-1和位于支撑部6-1上方的凸出部6-2组成，所述定向孔6-4贯通支撑部6-1和凸出部6-2，具体取样时，随着对开贯入器4的贯入，所述凸出部6-2与顶帽3的外缘设置的顶帽肩3-1接触，有效避免顶帽3随对开贯入器4一起贯入土样内。

本实施例中，第一连接部4-1-1和第二连接部4-2-1相扣合形成圆柱体结构。

本实施例中，如图9所示，所述支撑部6-1的外缘切割有与地质罗盘10配合使用的定向面6-3，所述定向面6-3为平面，所述定向面6-3与所述长方体孔相对应的侧面平行，具体使用时，如图10和图11所示，将地质罗盘10放于采样面9并转动，使地质罗盘10的指针与北向重合，地质罗盘10的侧面中具有两个相对的侧平面，定向座6的定向面6-3与地质罗盘10的侧平面相紧贴，以定向面6-3为基准，这样就可根据定向面6-3确定采取的方形土样的北向，从而确定方形土样在实地原空间方位的北向、南向、西向和东向，保证了测试数据的准确度。

本实用新型的使用过程：

步骤一：取样位置的整平：使用削土刀将采样面9削平整，再采用水准仪测量采样面9的水平度，直至水准仪的水准泡居中；

步骤二：方形土样取样装置的放置：将地质罗盘10放置在步骤一修整的采样面9上，转动地质罗盘10使指针与北向重合，固定地质罗盘10，再将定向座6放置在步骤一修整的采样面9上，且使定向座6的定向面6-3与地质罗盘10的侧平面紧贴；

步骤三：土样的贯入：将对开贯入器4插入至定向座6的定向孔6-4内，向上提拉穿心锤2，再松开穿心锤2，穿心锤2沿着导向杆1自由落体中与对开贯入器4相碰，作用在对开贯入器4向下的推力，使对开贯入器4贯入土样内，多次重复上述动作，直至方形腔室5内贯满土样；

步骤四：方形土样的取出：移除穿心锤2，沿着竖直方向拔出导向杆1和对开贯入器4，采用削平刀将对开贯入器4端部外露的土样9削除，拆下对开贯入器4，然后打开相扣合的第一取样部4-1-2和第二取样部4-2-2，制得方形土样，并标记方形土样的北方，其中，方形土样的北向所处的面为地质罗盘10指针所指的面。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (9)

1.一种古地磁测试用方形土样取样装置，其特征在于：包括导向杆(1)和螺纹连接在导向杆(1)底端的对开贯入器(4)，所述导向杆(1)上穿设有沿导向杆(1)上下移动用于推动导向杆(1)和对开贯入器(4)向采样面(9)方向贯入的穿心锤(2)，所述对开贯入器(4)由两个相扣合的贯入件组成，所述贯入件包括与导向杆(1)螺纹连接的连接部和位于所述连接部下方的取样部，两个所述取样部相扣合的面上均开设有贯入槽，两个所述贯入槽相对布设形成方形腔室(5)。

2.根据权利要求1所述的一种古地磁测试用方形土样取样装置，其特征在于：所述导向杆(1)的下部具有用于限定穿心锤(2)下降位置的限位台(1-1)，所述穿心锤(2)的外缘具有用于限定穿心锤(2)贯入土样内的卡台(2-2)。

3.根据权利要求1所述的一种古地磁测试用方形土样取样装置，其特征在于：所述导向杆(1)与对开贯入器(4)之间设置有顶帽(3)，所述导向杆(1)与对开贯入器(4)均与顶帽(3)螺纹连接，所述导向杆(1)为圆柱体结构，所述顶帽(3)的外缘具有用于限定顶帽(3)贯入土样内的顶帽肩(3-1)。

4.根据权利要求1至3任一权利要求所述的一种古地磁测试用方形土样取样装置，其特征在于：所述取样部的侧壁上靠近所述连接部的位置处开设有排气孔(7)，所述排气孔(7)与方形腔室(5)相贯通。

5.根据权利要求1至3任一权利要求所述的一种古地磁测试用方形土样取样装置，其特征在于：所述取样部的底部外缘设置有刀刃部(8)。

6.根据权利要求1至3任一权利要求所述的一种古地磁测试用方形土样取样装置，其特征在于：两个所述连接部相扣合后呈圆柱体结构。

7.根据权利要求1至3任一权利要求所述的一种古地磁测试用方形土样取样装置，其特征在于：所述对开贯入器(4)穿设在用于限定对开贯入器(4)贯入方向的定向座(6)内，所述定向座(6)内开设有定向孔(6-4)，所述定向孔(6-4)为长方体孔，两个所述取样部相扣合后呈与所述长方体孔间隙配合的长方体结构。

8.根据权利要求7所述的一种古地磁测试用方形土样取样装置，其特征在于：所述定向座(6)的外缘切割有与地质罗盘(10)配合使用的定向面(6-3)，所述定向面(6-3)为平面，所述定向面(6-3)与所述长方体孔相对应的侧面平行。

9.根据权利要求7所述的一种古地磁测试用方形土样取样装置，其特征在于：所述定向座(6)由支撑部(6-1)和位于支撑部(6-1)上方的凸出部(6-2)组成，所述定向孔(6-4)贯通支撑部(6-1)和凸出部(6-2)。