压入式的原位取土装置制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及岩土工程和环境工程领域，具体涉及压入式的原位取土装置，其特征在于：该装置主要由空心探杆和的圆锥探头组成，所述圆锥探头内置于所述探杆内部下端，二者之间构成滑动配合；所述空心探杆底端内壁设有环形凹槽；所述圆锥探头包括圆锥空心探头和活塞，所述活塞位于所述圆锥空心探头内部，所述活塞具有圆锥状外轮廓表面，所述圆锥空心探头的空腔壁上开设有贯通孔洞，所述孔洞中安装有条形锁，所述条形锁一端头部形状、大小与所述环形凹槽匹配，另一端头部抵触于所述活塞的外轮廓表面上，在所述条形锁上套装有弹簧。本实用新型的优点是：解决了国内现有的传统工程勘察钻孔取样无法满足的对土样的要求。
【专利说明】压入式的原位取土装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及岩土工程和环境工程领域，具体涉及压入式的原位取土装置。
【背景技术】
[0002] 静力触探技术（CPT )是指利用静力压入装置将连接触探头的触探杆压入土层，通 过量测系统测试土的贯入阻力的原位测试方法，可确定土的部分力学参数，具有扰动小、测 试准确、操作便捷等优点。从20世纪80年代中期开始，随着环境岩土工程的发展，国际不 少机构研发了静力触探新型技术，进一步加强CPT技术在工程领域中的应用。
[0003] 取土器是提取下层试验土壤原状土作为试样以了解其基层性质，用于各种工程施 工前对施工地层作土样分析的一种工具。目前，针对传统的取土器普遍存在结构复杂、取样 操作不便效率低、成本高的特点。
【发明内容】
[0004] 本实用新型的目的是根据上述现有技术的不足，提供了压入式的原位取土装置， 通过可拉动式的圆锥探头相应解锁开启或锁紧封闭取样套管以在指定深度处取土样，同时 避免人直接接触土样，可保证原状土的物理性质不变。
[0005] 本实用新型目的的实现由以下技术方案完成：
[0006] -种借助压入式的原位取土装置，其特征在于：该装置主要由空心探杆和的圆锥 探头组成，所述圆锥探头内置于所述探杆内部下端，二者之间构成滑动配合；所述空心探杆 底端内壁设有环形凹槽；所述圆锥探头包括圆锥空心探头和活塞，所述活塞位于所述圆锥 空心探头内部，所述活塞具有圆锥状外轮廓表面，所述圆锥空心探头的空腔壁上开设有贯 通孔洞，所述孔洞中安装有条形锁，所述条形锁一端头部形状、大小与所述环形凹槽匹配， 另一端头部抵触于所述活塞的外轮廓表面上，在所述条形锁上套装有弹簧。
[0007] 所述空心探杆由连接杆、取样套管和切割嘴套管拼接而成，所述切割嘴套管的顶 端与所述取样套管的底端配合连接，所述取样套管的顶端与所述连接杆的底端配合连接， 所述圆锥探头内置于所述切割嘴套管内部，设置在所述空心探杆底端内壁的环形凹槽位于 所述切割嘴套管内壁上。
[0008] 所述取样套管由两块管片拼装构成。
[0009] 所述圆锥空心探头的空腔壁上开设有若干贯通孔洞，各所述孔洞中安装有条形 锁，若干所述条形锁呈环形阵列状抵触于所述活塞的外轮廓表面上。
[0010] 所述活塞外轮廓表面上，沿其锥面轴线方向具有凹槽滑道，所述凹槽滑道与所述 条形锁端部形状匹配。
[0011] 所述活塞顶端固定连接一推拉杆，所述推拉杆另一端连接有拉动绳索。
[0012] 本实用新型的优点是：解决了国内现有的传统工程勘察钻孔取样无法满足的对土 样的要求；装置能在最大贯入深度内的指定深度取出土样，取出的土样能保持原状土的物 理性质，并且避免操作人员直接接触。装置结构简单，生产成本低，取样方法便捷有效，符合 原状土取样要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 图1是本实用新型的结构剖面图；
[0014] 图2是图1的A-A向剖视图；
[0015] 图3是本实用新型安装三个条形锁时的剖视图；
[0016] 图4是本实用新型安装四个条形锁时的剖视图；
[0017] 图5是本实用新型中活塞的构件图；
[0018] 图6是本实用新型中条形锁的正视图；
[0019] 图7是图6的右视图。
【具体实施方式】
[0020] 以下结合附图通过实施例对本实用新型特征及其它相关特征作进一步详细说明， 以便于同行业技术人员的理解：
[0021] 如图1-7所示，图中标记1-17分别为：空心探杆1、连接杆2、取样套管3、切割嘴 套管4、圆锥空心探头5、环形凹槽6、活塞7、条形锁8、弹簧9、推拉杆10、拉动绳索11、圆锥 状外轮廓表面12、泄气孔13、螺帽14、空腔15、贯通孔洞16、凹槽滑道17。
[0022] 实施例：如图1、2所示，本实施例中压入式的原位取土装置的主体包括空心探杆 1、圆锥空心探头5、活塞7以及推拉杆10,其中空心探杆1由取样套管3、切割嘴套管4以 及连接杆2拼接构成，切割嘴套管4的顶端与取样套管3的底端配合连接，取样套管3的顶 端与连接杆2的底端配合连接。切割嘴套管4的底端内壁上设置有环形凹槽6。空心探杆 1内套装有由圆锥空心探头5、活塞7构成的圆锥探头和推拉杆10,其中圆锥空心探头5内 置于切割嘴套管4内部并与空心探杆1构成滑动配合。圆锥空心探头5的空腔15外壁上 开设有贯通孔洞16,贯穿孔洞16中安装有如图6、7所示的条形锁8。圆锥空心探头5内具 有一空腔15,活塞7位于空腔15内部。如图5所示，活塞7具有圆锥状外轮廓表面12。安 装在圆锥空心探头5贯通孔洞16中的条形锁8的一端头部形状、大小与环形凹槽6匹配， 另一端头部抵触于活塞7的圆锥状外轮廓表面12上，在条形锁8上套装有弹簧9以使条形 锁8始终抵触于活塞7外轮廓表面。活塞7的圆锥状外轮廓表面12上，沿其锥面轴线方向 具有凹槽滑道17,凹槽滑道17的位置与条形锁8的位置相对应，且其槽口形状与条形锁8 的端部形状匹配。活塞7的顶端与推拉杆10构成连接固定，推拉杆10贯穿空腔15的顶端 并延伸至空心探杆1内部。推拉杆10伸出于空腔15的伸出端上连接固定有拉动绳索11。 圆锥空心探头5的底端设有泄压孔13以防止圆锥空心探头5上提时空气无法从取样套管3 中排出从而导致上提不顺畅，探头顶端用螺帽14封住，以提供活塞7对圆锥空心探头5上 提时的施力点。
[0023] 本实施例提取土样的具体操作步骤为：
[0024] 1、通过静力触探的贯入设备将探头整体贯入至待取土样的土层内，贯入方向为圆 锥空心探头5的圆锥尖角方向。此时圆锥空心探头5上的条形锁8 -侧嵌入在切割嘴套管 4内壁表面上的环形凹槽6内，另一侧通过弹簧9抵触于圆柱形活塞7的外壁上，即条形锁 8被卡紧于环形凹槽6与圆柱形的活塞7之间，此时圆锥空心探头5便通过条形锁8与切割 嘴套管4相配合固定构成一整体，以避免圆锥空心探头5在贯入到指定深度的土层前，从切 割嘴套管4中松脱并上移至取样套管4或连接杆2内。
[0025] 2、将探头贯入到指定的深度，然后借助绳索11慢慢拉动上提活塞7,此时始终弹 性压紧抵触于活塞7的条形锁8从环形凹槽6中解锁，并沿着活塞7外壁上的凹槽滑道17 下滑至圆锥空心探头5的空腔15内，使得圆锥空心探头5与切割嘴套管4相分离。
[0026] 3、停止拉动绳索11，此时圆锥空心探头5已经与切割嘴套管4解锁且相分离使得 圆锥空心探头5能在空心探杆1的内壁自由滑动；继续向下贯入空心探杆1，位于切割嘴套 管4的前端土样会推动圆锥空心探头5沿着空心探杆1的内壁向上滑动，从而使得土样通 过切割嘴套管4的前端开口进入取样套管3内。待圆锥空心探头5上的螺帽14被顶紧于 连接杆2的顶端时，表示土样已充满取样套管3,关闭贯入设备停止压入空心探杆1。
[0027] 4、将取样装置取回地表，拆除取样套管3两端的连接杆2和切割嘴套管4,将土样 从取样套管3中取出并将其密封保存，然后清洗设备。
[0028] 5、取样结束，可重复上述过程进行另一深度的取样。
[0029] 本实施例在具体实施时：条形锁8的数量可根据具体取样需要进行选择，例如如 图2、3、4所示的两个、三个甚至四个，但为了使条形锁8在凹槽滑道17中滑动平稳且被弹 簧9拉动时的受力均匀，一般将若干条形锁8沿活塞7的径向环形阵列布置；同时，在活塞 7的外轮廓表面的对应位置上设置与条形锁8数量相同的凹槽滑道17,且凹槽滑道17的槽 口形状与条形锁8的端部形状匹配。
[0030] 取样套管3为空心圆柱形结构，可由两块半圆柱形的管片可拆卸式的拼接构成， 以方便操作人员从取样套管3的空腔内部取出土样。
[0031] 取样套管3与连接杆2、切割嘴套管4的连接处可采用螺纹配合连接或其他可拆卸 式的连接结构，以方便操作人员拆除及安装。
【权利要求】
1. 一种压入式的原位取土装置，其特征在于：该装置主要由空心探杆和的圆锥探头组 成，所述圆锥探头内置于所述探杆内部下端，二者之间构成滑动配合；所述空心探杆底端内 壁设有环形凹槽；所述圆锥探头包括圆锥空心探头和活塞，所述活塞位于所述圆锥空心探 头内部，所述活塞具有圆锥状外轮廓表面，所述圆锥空心探头的空腔壁上开设有贯通孔洞， 所述孔洞中安装有条形锁，所述条形锁一端头部形状、大小与所述环形凹槽匹配，另一端头 部抵触于所述活塞的外轮廓表面上，在所述条形锁上套装有弹簧。
2. 根据权利要求1所述的一种压入式的原位取土装置，其特征在于：所述空心探杆由 连接杆、取样套管和切割嘴套管拼接而成，所述切割嘴套管的顶端与所述取样套管的底端 配合连接，所述取样套管的顶端与所述连接杆的底端配合连接，所述圆锥探头内置于所述 切割嘴套管内部，设置在所述空心探杆底端内壁的环形凹槽位于所述切割嘴套管内壁上。
3. 根据权利要求2所述的一种压入式的原位取土装置，其特征在于：所述取样套管由 两块管片拼装构成。
4. 根据权利要求1所述的一种压入式的原位取土装置，其特征在于：所述圆锥空心探 头的空腔壁上开设有若干贯通孔洞，各所述孔洞中安装有条形锁，若干所述条形锁呈环形 阵列状抵触于所述活塞的外轮廓表面上。
5. 根据权利要求1或4所述的一种压入式的原位取土装置，其特征在于：所述活塞外 轮廓表面上，沿其锥面轴线方向具有凹槽滑道，所述凹槽滑道与所述条形锁端部形状匹配。
6. 根据权利要求1所述的一种压入式的原位取土装置，其特征在于：所述活塞顶端固 定连接一推拉杆，所述推拉杆另一端连接有拉动绳索。
【文档编号】E02D1/04GK203904965SQ201420299820
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年6月8日 优先权日:2014年6月8日
【发明者】许丽萍, 王蓉, 李韬, 冯凯, 曹兴国, 夏群, 沈婷婷 申请人:上海岩土工程勘察设计研究院有限公司