CN208043456U - 取样器及取样系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了取样器及取样系统，涉及岩土取样设备领域。本实用新型提供一种取样器，用于取样洞室内错动带的软岩，取样器包括取样筒、装盛件和抽取件，取样筒上内设置有第一容置空间，第一容置空间的至少一端具有开口。装盛件呈片状，装盛件能伸入第一容置空间内部，并且装盛件能产生弹性形变以贴合于第一容置空间的内周壁并围成第二容置空间。取样筒用于带动装盛件插入软岩以使软岩容置于第二容置空间。抽取件选择性地与装盛件连接，以使抽取件能相对取样筒移动并带动装盛件自开口脱离第一容置空间。一种取样系统，其采用了上述的取样器。本实用新型提供的取样器及取样系统便于软岩的取样，操作简单快捷，同时能保证软岩的完整性。

Description

取样器及取样系统

技术领域

本实用新型涉及岩土取样设备领域，具体而言，涉及取样器及取样系统。

背景技术

新世纪以来，我国已在西部金沙江，雅鲁藏布江规划和兴建了一系列水利水电工程，这些工程集中在岩体环境构造复杂，地质环境脆弱的西部深山峡谷，其规模和建设难度空前。其中大多数采用大型或超大型地下洞室群作为主要水工建筑物，在地下洞室厂房开挖过程中常见一种地质现象-层间错动带，如二滩水电站、白鹤滩水电站等工程都出现了这种地质现象。层间错动带是夹在硬岩中的一层厚度分布不均匀的软弱土层，其物理力学性质远较周围岩体差，常常是控制岩体稳定性的重要边界；而且，目前有关于层间错动带软弱岩体力学特性和工程处置措施的研究都相当有限。因此，亟需开展层间错动带软弱夹层的研究工作，尤其是在室内利用层间错动带原状试样进行各种力学实验。

目前，制约室内层间错动带原状试样试验的一个瓶颈就是现场原状试样的制取工作。主要原因是实验室内扰动强烈的软弱岩样的试验研究结果无法准确地反映工程现场软弱夹层的真实力学物理特性。因此，现场原状试样的制取工作，是进行层间错动带软岩(土)研究的最基础工作，同时也是最重要的一步工作。然而，纵观目前国内外已研发的相关岩(土)体静力取样器都难以满足地下工程中硬岩中错动带软岩(土)的取样要求。

现有的静力取样器多采用整体圆柱式结构，切取岩(土)体后，岩(土)样通常会与圆筒内壁紧密贴合在一起，需要通过外力将岩(土)试样从圆桶中敲出或挤出，会对试样产生二次扰动。试样从取样器中取出后，需要对试样进行后续一系列密封保存工作，工作繁琐，效率低。如果密封不及时，试样的含水率会发生变化。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种取样器，其便于软岩的取样，操作简单快捷，并且能保证软岩试验样品的完整性。

本实用新型的另一目的在于提供一种取样系统，其便于软岩的取样，操作简单快捷，并且能保证软岩试验样品的完整性。

本实用新型提供一种技术方案：

一种取样器，用于取样洞室内错动带的软岩，所述取样器包括取样筒、装盛件和抽取件，所述取样筒内设置有第一容置空间，所述第一容置空间的至少一端具有开口。所述装盛件呈片状，所述装盛件能伸入所述第一容置空间内部，并且所述装盛件能产生弹性形变以贴合于所述第一容置空间的内周壁并围成第二容置空间。所述取样筒用于带动所述装盛件插入所述软岩以使所述软岩容置于所述第二容置空间。所述抽取件选择性地与所述装盛件连接，以使所述抽取件能相对所述取样筒移动并带动所述装盛件自所述开口脱离所述第一容置空间。

进一步地，所述装盛件的一侧开设有多个定位孔，多个所述定位孔均贯穿所述装盛件，并且多个所述定位孔位于同一条直线上。

进一步地，多个所述定位孔形成的直线平行于所述装盛件的其中一个侧边，并且多个所述定位孔等间距设置。

进一步地，所述抽取件包括定位组件和抽取组件，所述抽取组件连接于所述定位组件，所述定位组件能通过多个所述定位孔连接于所述装盛件，所述抽取组件能相对所述取样筒移动并通过所述定位组件带动所述装盛件。

进一步地，所述定位组件包括定位组件主体和多个定位块，所述定位组件主体的外轮廓与所述第二容置空间的内周壁相适配，多个所述定位块设置于所述定位组件主体的外周，并且多个所述定位块分别与多个所述定位孔相对应，多个所述定位块能分别伸入多个所述定位孔以连接所述定位组件和所述装盛件。

进一步地，所述定位组件主体上设置有多个分别与多个所述定位块相对应的容置槽，定位组件选择性地容置于所述容置槽，或者伸出所述容置槽以伸入所述定位孔。

进一步地，所述取样筒包括筒体和切取件，所述第一容置空间贯穿所述筒体，所述切取件设置于所述筒体的一端，并且所述切取件围成与所述第一容置空间相适配的切取空间，所述切取空间通过所述开口连通于所述第一容置空间。

进一步地，所述切取件上开设有多个豁孔，多个所述豁孔贯穿所述切取件并与所述切取空间连通，并且多个所述豁孔围成圆形。

进一步地，所述取样筒还包括压力组件，所述压力组件包括压力罩和连接件，所述压力罩罩设于所述筒体远离所述切取件的一端，并且所述压力罩上开设有连通于所述第一容置空间的通气孔，所述连接件连接于所述压力罩远离所述筒体的一侧。

一种取样系统，用于取样洞室内错动带的软岩，包括标记部、驱动系统和取样器，所述取样器包括取样筒、装盛件和抽取件，所述取样筒上内设置有第一容置空间，所述第一容置空间的至少一端具有开口。所述装盛件呈片状，所述装盛件能伸入所述第一容置空间内部，并且所述装盛件能产生弹性形变以贴合于所述第一容置空间的内周壁并围成第二容置空间。所述取样筒用于带动所述装盛件插入所述软岩以使所述软岩容置于所述第二容置空间。所述抽取件选择性地与所述装盛件连接，以使所述抽取件能相对所述取样筒移动并带动所述装盛件自所述开口脱离所述第一容置空间。所述驱动系统连接于所述取样筒远离所述开口的一端，所述驱动系统用于驱动所述取样筒插入所述软岩，所述标记部设置于所述取样筒的外周壁，所述标记部沿所述取样筒延伸。

相比现有技术，本实用新型提供的取样器及取样系统的有益效果是：

本实用新型提供的取样器和取样系统通过将装盛件设置于取样筒内部，并且使得装盛件贴合于取样筒的内周壁上，使得取样筒插入至软岩内部时能使得软岩贴合于装盛件并容置于装盛件内部，另外，通过抽取件将装盛有软岩的装盛件抽取出来，展开装盛件即能获得完整的软岩试验样品，取样步骤操作简单快捷，并且不会出现多次扰动试验样品的情况，能保证获取完整性较好的试验样品，极大地提高了取样工作的工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型的第一实施例提供的取样筒的结构示意图；

图2为本实用新型的第一实施例提供的装盛件第一状态的结构示意图；

图3为本实用新型的第一实施例提供的装盛件第二状态的结构示意图；

图4为本实用新型的第一实施例提供的取样器的剖视图；

图5为本实用新型的第一实施例提供的抽取件的结构示意图；

图6为本实用新型第一实施例提供的压力组件的结构示意图。

图标：10-取样器；100-取样筒；110-筒体；111-第一容置空间；120-切取件；121-豁孔；130-连接头；140-压力组件；141-连接部；142-压力罩；143-气孔；200-装盛件；210-第二容置空间；220-定位孔；300-抽取件；310-定位组件；311-定位组件主体；312-定位块；320-抽取组件；321-连接柄；322-手持部；323-按键。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。第一实施例

本实施例中提供了一种取样器10，用于取样洞室内错动带的软岩，其便于软岩的取样，操作简单快捷，并且能保证软岩试验样品的完整性。

请结合参阅图1、图2、图4和图5，取样器10包括取样筒100、装盛件200和抽取件300，取样筒100内设置有第一容置空间111，并且第一容置空间111至少具有一个开口。取样筒100则通过该开口插入至软岩中，并使得部分软岩容置于第一容置空间111内部。装盛件200设置于取样筒100的内部以装盛位于第一容置空间111内部的部分软岩，并通过抽取件300将装有软岩的装盛件200取出，以便于获得完整性较高的软岩试验样品。

请参阅图1，其中，取样筒100包括筒体110和切取件120，第一容置空间111贯穿筒体110，即，使得筒体110能在插入软岩中时能切取部分软岩容置于第一容置空间111内部，在本实施例中，筒体110呈直柱形，以便于筒体110插入至软岩中，并且同时也能保证软岩在容置于筒体110内部时不会受到扰动，在一定程度上能保证试验样品的完整性。切取件120设置于筒体110的一端，并且切取件120围成与第一容置空间111相适配的切取空间。在本实施例中，切取空间与第一容置空间111相适配指代的是，切取件120围成环形的直径与筒体110围成环形的直径相同，即，第一容置空间111的内周壁形成的环形的直径与切取空间的内周壁形成的环形的直径相同，并且第一容置空间111的内周壁与切取空间的内周壁相连接。并且，在第一容置空间111的内周壁上涂抹润滑剂，以使得装盛件200能在受到抽取件300较小的力的情况下就能从第一容置空间111中抽离出来。

进一步地，切取件120上开设有多个豁孔121，多个豁孔121贯穿切取件120并与切取空间连通，并且多个豁孔121围成圆形。其中，多个豁孔121沿切取件120的圆周方向设置在切取件120上，即，多个豁孔121在切取件120的圆周方向上围成圆形，以使得将取样筒100从软岩中取出后能通过多个豁孔121将一部分软岩去除，以便于抽取件300从第一容置空间111中将装盛件200取出。另外，在本实施例中，每个豁孔121均沿切取件120的圆周方向延伸，以使得每个豁孔121均呈弧形，以便于切除多余的软岩。并且，在本实施例中，豁孔121的数量为三个，三个豁孔121等间距的设置于切取件120的圆周方向。

请结合参阅图1和图4，需要说明的是，在本实施例中，切取件120的一端设置有连接头130，连接头130与切取件120相适配，并且连接头130固定连接于切取件120，即连接头130的外径与切取件120的外径相同。另外，连接头130的内径大于切取件120的内径，并且连接头130的内周壁上开设有内螺纹，连接头130通过内螺纹与筒体110外周壁上设置的外螺纹配合以使连接头130与筒体110连接，即实现切取件120与筒体110的可拆卸连接。即，能在切取件120损坏时进行拆卸更换。另外，在本实施例中，切取件120远离连接头130的一端具有刀刃，以便于切取件120插入至软岩中，即，切取件120远离连接头130的一端的厚度小于切取件120靠近连接头130一端的厚度。

另外，取样筒100还包括压力组件140，压力组件140设置于取样筒100远离切取件120的一端，并且压力组件140用于连接驱动系统，以将驱动系统施加的压力传递至筒体110和切取件120，使得切取件120和筒体110能插入至软岩中。其中，如图6，压力组件140包括压力罩142和连接件，压力罩142罩设于筒体110远离切取件120的一端，并且压力罩142盖设于第一容置空间111，以封盖第一容置空间111，避免第一容置空间111内部的元件或者软岩露出。压力罩142上开设有连通于第一容置空间111的气孔143，以使得将筒体110插入至软岩中时，第一容置空间111内部经软岩压缩的空气能通过气口排出，避免对软岩的切取造成影响。连接件则固定连接于压力罩142远离筒体110的一侧，连接件用于连接驱动系统，以使得驱动系统能通过连接件将压力施加于压力罩142，使得压力罩142能向筒体110和切取件120提供插入至软岩中的压力。

请结合参阅图1、图2和图3，装盛件200呈片状，并且装盛件200能伸入至第一容置空间111内部，并能产生弹性形变以贴合于第一容置空间111的内周壁上，以形成第二容置空间210。通过装盛件200的弹性形变贴合于第一容置空间111的内周壁，使得筒体110插入软岩中后能使得软岩容置于第二容置空间210内部。当抽取件300将装盛件200从第一容置空间111内部抽出后，便能将软岩试验样品从筒体110中取出。并且，能通过将装盛件200展开检查试验样品的完整性，如果试验样品完整性较好，则将装盛件200卷起并将两个封盖将装盛件200封装，并在装盛件200的接口处封上密封胶带或者蜡封即可。

在本实施例中，装盛件200呈矩形，并且装盛件200的至少一侧的长度与第一容置空间111内周壁形成的环形的周长相等，以使得装盛件200伸入第一容置空间111内侧并通过弹性形变贴合于第一容置空间111内周壁时能围成环形，避免软岩接触于第一容置空间111的内周壁造成不易抽出的情况。

进一步地，装盛件200的一侧开设有多个定位孔220，多个定位孔220均贯穿装盛件200，装盛件200能通过定位孔220与抽取件300相连接，以便于抽取件300将装盛件200从第一容置空间111中取出。另外，多个定位孔220位于同一条直线上，以使得装盛件200通过弹性形变贴合于第一容置空间111的内周壁时能使得多个定位孔220围成圆形，并能使得多个定位孔220形成的圆形与多个豁孔121形成的圆形相适配，以使得能通过多个豁孔121和多个定位孔220将第二容置空间210内部多余的软岩去除。在本实施例中，定位孔220的数量和豁孔121的数量相同，并且定位孔220的形状和豁孔121的形状相同，即，定位孔220等间距的设置于装盛件200上，以使得多个豁孔121和多个定位孔220一一对应时，能便于穿过多个豁孔121和多个定位孔220将第二容置空间210内部的多余的软岩去除。

在本实施例中，多个定位孔220形成的直线平行于装盛件200的其中一个侧边，并且多个定位孔220等间距设置。以使装盛件200能在卷成圆筒形时多个定位孔220形成的圆形能与多个豁孔121形成的圆形相适配。进一步地，多个定位孔220靠近于装盛件200的其中一个侧边设置，以使得装盛件200围成第二容置空间210时通过多个定位孔220和多个豁孔121去掉的软岩相对较少，保证得到的软岩试验样品足够多。

请参阅图5，抽取件300包括定位组件310和抽取组件320，抽取组件320连接于定位组件310，定位组件310能通过多个定位孔220连接于装盛件200，抽取组件320能相对取样筒100移动并通过定位组件310带动装盛件200。即，其中，通过定位组件310伸入多个定位孔220中使得定位组件310连接于装盛件200，并通过抽取组件320相对取样筒100移动带动定位组件310将装盛件200从第一容置空间111内部抽出。

定位组件310包括定位组件主体311和多个定位块312，定位组件主体311的外轮廓与第二容置空间210的内周壁相适配，多个定位块312设置于定位组件主体311的外周，并且多个定位块312分别与多个定位孔220相对应，多个定位块312能分别伸入多个定位孔220以连接定位组件310和装盛件200。即，在本实施例中，在通过定位孔220和豁孔121去掉多余的软岩之后，能将定位组件主体311伸入第二容置空间210内部，并通过设置于定位组件主体311上的多个定位块312分别伸入多个定位孔220中以使得定位组件310和装盛件200连接。并能通过抽取组件320将定位组件310和装盛件200从第一容置空间111内部抽离。

进一步地，在本实施例中，定位组件主体311上设置有多个分别与多个定位块312相适配的容置槽，定位块312选择性地容置于容置槽，以便于定位组件主体311伸入第二容置空间210内部，或者定位块312伸出容置槽并伸入定位孔220以连接定位组件310和装盛件200。即，在本实施例中，定位块312活动设置于容置槽中，并且能容置于容置槽中或者伸出于容置槽。当定位块312容置于容置槽内部时，定位块312完全容置于容置槽内部，避免定位块312影响定位组件主体311伸入第二容置空间210；定位块312伸出于容置槽时，定位块312便能伸入定位孔220内部以连接定位组件310和装盛件200，以便于抽取组件320将定位组件310和装盛件200抽离第一容置空间111，以获取软岩试验样品。

抽取组件320包括连接柄321、手持部322和按键323，连接柄321的一端固定连接于定位组件主体311的一侧，手持部322固定连接于连接柄321远离定位组件主体311的另一端，按键323活动连接于手持部322上，并且按键323连接于多个定位块312，按键323用于控制定位块312伸出容置槽或者容置于容置槽，即，在本实施例中，按键323能相对手持部322移动以控制定位块312伸出容置槽或者容置于容置槽。

在取样时，先将装盛件200伸入第一容置空间111内部，并且使得多个定位孔220和多个豁孔121相对应。然后驱动系统通过连接部141将压力施加于压力罩142，压力罩142在压力的作用下带动筒体110和切取件120插入至软岩中，使得软岩容置于第二容置空间210内部，通过驱动系统取出取样筒100。通过豁孔121和定位孔220将多余的软岩去掉。将定位组件主体311伸入至第二容置空间210内部，并通过按键323控制定位块312伸入定位孔220内部，通过手持部322施力将装盛件200取出，即能将软岩试验样品完整地取出。在打开装盛件200确认软岩试验样品完整性适当的情况下，将装盛件200卷起并将两个封盖将装盛件200封装，并在装盛件200的接口处封上密封胶带或者蜡封即可。

本实施例中提供的取样器10通过将装盛件200设置于取样筒100内部，并且使得装盛件200贴合于取样筒100的内周壁上，使得取样筒100插入至软岩内部时能使得软岩贴合于装盛件200并容置于装盛件200内部，另外，通过抽取件300将装盛有软岩的装盛件200抽取出来，展开装盛件200即能获得完整的软岩试验样品，取样步骤操作简单快捷，并且不会出现多次扰动试验样品的情况，能保证获取完整性较好的试验样品，极大地提高了取样工作的工作效率。

第二实施例

本实施例中提供了一种取样系统(图未示)，用于取样洞室内错动带的软岩，其能便于软岩的取样，操作简单快捷，并且能保证软岩试验样品的完整性。

其中，取样系统包括标记部、驱动系统和第一实施例中提供的取样器10。驱动系统连接于取样筒100远离取样筒100开口的一端，即驱动系统连接于连接部141上，以通过连接部141向取样筒100施加压力以使取样筒100能插入于软岩中。标记部设置于取样筒100的外周壁上，并且标记部沿取样筒100延伸，标记部用于测量取样筒100伸入软岩中的深度，以便于控制取得的软岩试验样品的量。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种取样器，用于取样洞室内错动带的软岩，其特征在于，所述取样器包括取样筒、装盛件和抽取件，所述取样筒内设置有第一容置空间，所述第一容置空间的至少一端具有开口；

所述装盛件呈片状，所述装盛件能伸入所述第一容置空间内部，并且所述装盛件能产生弹性形变以贴合于所述第一容置空间的内周壁并围成第二容置空间；

所述取样筒用于带动所述装盛件插入所述软岩以使所述软岩容置于所述第二容置空间；

所述抽取件选择性地与所述装盛件连接，以使所述抽取件能相对所述取样筒移动并带动所述装盛件自所述开口脱离所述第一容置空间。

2.根据权利要求1所述的取样器，其特征在于，所述装盛件的一侧开设有多个定位孔，多个所述定位孔均贯穿所述装盛件，并且多个所述定位孔位于同一条直线上。

3.根据权利要求2所述的取样器，其特征在于，多个所述定位孔形成的直线平行于所述装盛件的其中一个侧边，并且多个所述定位孔等间距设置。

4.根据权利要求2或3所述的取样器，其特征在于，所述抽取件包括定位组件和抽取组件，所述抽取组件连接于所述定位组件，所述定位组件能通过多个所述定位孔连接于所述装盛件，所述抽取组件能相对所述取样筒移动并通过所述定位组件带动所述装盛件。

5.根据权利要求4所述的取样器，其特征在于，所述定位组件包括定位组件主体和多个定位块，所述定位组件主体的外轮廓与所述第二容置空间的内周壁相适配，多个所述定位块设置于所述定位组件主体的外周，并且多个所述定位块分别与多个所述定位孔相对应，多个所述定位块能分别伸入多个所述定位孔以连接所述定位组件和所述装盛件。

6.根据权利要求5所述的取样器，其特征在于，所述定位组件主体上设置有多个分别与多个所述定位块相对应的容置槽，定位块选择性地容置于所述容置槽，或者伸出所述容置槽以伸入所述定位孔。

7.根据权利要求1所述的取样器，其特征在于，所述取样筒包括筒体和切取件，所述第一容置空间贯穿所述筒体，所述切取件设置于所述筒体的一端，并且所述切取件围成与所述第一容置空间相适配的切取空间，所述切取空间通过所述开口连通于所述第一容置空间。

8.根据权利要求7所述的取样器，其特征在于，所述切取件上开设有多个豁孔，多个所述豁孔贯穿所述切取件并与所述切取空间连通，并且多个所述豁孔围成圆形。

9.根据权利要求7所述的取样器，其特征在于，所述取样筒还包括压力组件，所述压力组件包括压力罩和连接件，所述压力罩罩设于所述筒体远离所述切取件的一端，并且所述压力罩上开设有连通于所述第一容置空间的通气孔，所述连接件连接于所述压力罩远离所述筒体的一侧。

10.一种取样系统，用于取样洞室内错动带的软岩，其特征在于，包括标记部、驱动系统和如权利要求1-9中任意一项所述的取样器，所述驱动系统连接于所述取样筒远离所述开口的一端，所述驱动系统用于驱动所述取样筒插入所述软岩，所述标记部设置于所述取样筒的外周壁，所述标记部沿所述取样筒延伸。