一种单活塞式扫描电镜样品取土器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种单活塞式扫描电镜样品取土器，包括薄壁圆柱状套筒以及套筒内配有紧密结合且可上下推动产生内压的活塞、由上至下对活塞进行平稳施压的施压机构，薄壁圆柱状套筒上开设有输液孔和与所述输液孔配套的阀门，套筒底端设计为刃口状，圆柱状套筒上带有长度尺寸刻度，用于观测活塞以及浸泡液的高度，将有刃口一端切入原状土样，从输液孔添加浸泡材料，关闭阀门，推动活塞，加快渗透速度，静置，待完全固化后，切割、细磨、精磨、抛光后完成样品制备。本实用新型操作简单快捷，适用于工地现场和实验室的制备土体微观结构分析试件的装置，能解决现有存在的制样时间长、无法在工地现场开展，不能快速化、批量化、小型化制样等问题。
【专利说明】-种单活塞式扫描电镜样品取土器
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于岩土工程材料土体微观结构研究的【技术领域】，尤其是涉及一种单 活塞式扫描电镜样品取土器。
【背景技术】
[0002] 在地质工程、岩土工程、道路工程中，土的变形及强度与土的微观结构密切相关。 土的变形及强度机理研究离不开土微观结构的研究。目前扫描电子显微镜技术和光学显微 镜技术已被大量应用于岩土工程材料微观结构特征的研究。但现有的无固化方法所制成 的试样存在以下问题：（1)制样过程中土颗粒移位或缺失，不能真实反映土体的实际结构；
[2] 观察面起伏不平，微观图像不够清晰，不利于分析；现有的通过固化制成试样的方法， 存在制样时间长、无法在工地现场开展，不能快速化、批量化、小型化制样。采用现有技术制 备土体微观结构分析试样，将耗费大量的时间和经费。因此，如何快速的批量化、小型化制 备土体微观结构分析试件是土体微观结构研究，土体宏微观力学特性研究的关键。 实用新型内容
[0003] 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，提供一种单活 塞式扫描电镜样品取土器，其操作步骤简单快捷，能够实现小型化、批量化，同时适用于工 地现场和实验室的制备土体微观结构分析试件的装置，制成的样品可以方便地开展微观结 构观测，同时用于土体微观结构分析及微观结构的三维重建，具有较强的实用性。
[0004] 为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种单活塞式扫描电镜样 品取土器，其特征在于：薄壁圆柱状套筒以及套筒内配有紧密结合且可上下推动产生内压 的活塞、由上至下对活塞进行平稳施压的施压机构，薄壁圆柱状套筒上开设有输液孔和与 所述输液孔配套的阀门，套筒底端设计为刃口状，圆柱状套筒上带有长度尺寸刻度，用于观 测活塞以及浸泡液的高度；所述薄壁圆柱状套筒壁厚不大于2mm，薄壁圆柱状套筒刃口厚 度小于0. 5mm，以便于土体切取，所述活塞与薄壁套筒紧密结合，能够上下推动，且可使取土 器在活塞抽动过程中，套筒内部始终保持密封状态。
[0005] 上述一种单活塞式扫描电镜样品取土器，其特征是：所述施压机构数量为两个，此 施压机构为配有套装螺纹杆的圆柱状套筒，所述施压机构在施压结束后能够保持活塞与管 壁位置不发生相对位移，以保证取土器内部能够长久保持恒定正压力。
[0006] 上述一种单活塞式扫描电镜样品取土器，其特征是：所述圆柱状套筒上带有以mm 为单位的刻度，用于测量浸泡液和土样试件的高度。
[0007] 上述一种单活塞式扫描电镜样品取土器，其特征是：所述输液孔为半径0. 5? 1. 5_的圆状小孔，用于注入浸泡材料，输液孔上设有与所述输液孔配套的阀门，当浸泡材 料达到预定高度时停止注入，关闭阀门，以使取土器内部保持密封状态，进而确保后续浸泡 过程中，浸泡材料能快速平稳的进入土样试件内部，达到浸泡效果。
[0008] 上述一种单活塞式扫描电镜样品取土器，其特征是：所述薄壁圆柱状套筒底端开 设为刃口状，在取样时，先将密封材料涂抹于取土器刃口和内壁，确保取样过程中取土器内 部能形成密封状态，所需涂抹溶液的内壁为取土器刃口接触土样一端的内壁，涂抹高度应 大于所需要取土样的厚度。
[0009] 本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
[0010] 1、所采用的取样设备结构简单、设计合理且加工制作及拆装方便、轻便小巧、工艺 简单易生产。
[0011] 2、取样所用的单活塞式管状取土器的上一端为刀刃状，取样方式快速灵活、稳定 度高。
[0012] 3、使用操作简便，对原始土样无扰动，能够实现浸泡溶液快速渗入试件，使试件快 速达到固化状态。
[0013] 4、所述取土器可保持取土器内部保持恒定正压力，且易于实现。
[0014] 5、由于试件制备方式简单快速，一次可批量制备多个试件，即可批量在工地现场 或实验室开展土体微观结构样品制备。
[0015] 6、工作效率高，样品便于野外携带。
[0016] 综上所述，本发明公开了一种结构简单、加工制作及拆装方便、使用操作方便且使 用效果好、测试结果准确、能简便实现溶液快速浸透试件，使试件处于固化状态，可小型化、 快速化、批量化生产用于扫描电镜和光学显微镜图像采集的试件的装置。
[0017] 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。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 图1为本实用新型的使用状态参考图
[0019] 图2为本实用新型土样固结成型状态示意图
[0020] 图3为本实用新型在原状土试件上取样示意图
[0021] 图4最终成型小型柱状试件示意图
[0022] 图5为本实用新型在施工现场探槽上取样示意图
[0023] 图6为本实用新型在滑坡体上取样示意图
[0024] 附图标记说明：
[0025] 1-薄壁圆柱状套筒；2-套筒刃口； 3-输液孔；
[0026] 4-施压机构； 5-阀门； 6-活塞；
[0027] 7-原土体试件； 8-施工现场探槽 9-滑坡体
[0028] 10- 土样试件
【具体实施方式】
[0029] 实施例1
[0030] 如图1、图2所示，本实用新型包括：薄壁圆柱状套筒⑴以及套筒内配有紧密结 合且可以上下推动的活塞￠)、由上至下对活塞进行平稳施压的施压机构（4)，薄壁圆柱状 套筒上开设有输液孔（3)和与所述输液孔配套的阀门（5)，套筒底端设计为刃口状，圆柱状 套筒（1)上带有长度尺寸刻度，用于观测活塞以及浸泡液的高度；所述薄壁圆柱状套筒壁 厚不大于2_，薄壁圆柱状套筒刃口（2)厚度小于0. 5_，以便于土体切取，所述单活塞式扫 描电镜样品取土器自带的可上下推动的橡胶活塞（6)，可使得一端液体封闭的取土器在活 塞抽动过程中，套筒内部能够始终保持密封状态。
[0031] 上述一种单活塞式扫描电镜样品取土器，其特征是：所述施压机构（4)数量为两 个，此施压机构为配有套装螺纹杆的圆柱状套筒，所述施压机构（4)在施压结束后能够保 持活塞与管壁位置不发生相对位移，以保证取土器内部长久保持恒定正压力。
[0032] 所述输液孔（3)为半径0. 5?1. 5mm的圆状小孔，用于注入浸泡材料，输液孔（3) 上设有阀门（5)，当浸泡材料达到预定高度时停止注入，关闭阀门（5)，以使取土器内部保 持密封状态，进而确保后续浸泡过程中，浸泡材料能快速平稳的进入土样试件（10)内部， 达到浸泡效果。
[0033] 所述薄壁圆柱状套筒（1)底端设置为刃口状，以减小摩擦力，确保尽可能小的扰 动原始土样（7)，所述薄壁圆柱状套筒（1)的内壁光滑，无摩擦。
[0034] 所述薄壁圆柱状套筒⑴壁厚不大于2mm，薄壁圆柱状套筒刃口（2)厚度小于 0. 5mm，以便于土体切取，距套筒刃口 30?50mm处开设有用于传输浸泡溶液的输液孔（3)。
[0035] 所述一种单活塞式扫描电镜样品取土器薄壁圆柱状套筒（1)上带有以mm为单位 的刻度，用于测量浸泡溶液和土样试件（10)的高度。
[0036] 本实施例中，所述的选定取样所需的位置为土样试件（10)中所需做扫描电镜和 光学显微镜图像采集、微观结构三维重建的土体所在位置。
[0037] 实际使用过程中，所述一种单活塞式扫描电镜样品取土器的内径以及输液孔（3) 的位置可以根据不同的设计需要，调整到所需的大小和位置。
[0038] 实施例2
[0039] 如图5所示实施例中，与实施例1不同的是：本实施例中，所述的选定取样所需的 位置为施工现场探槽8中所需做扫描电镜和光学显微镜图像采集、微观结构三维重建的土 体所在位置。
[0040] 本实施例中，其余步骤均与实施例1相同。
[0041] 实施例3
[0042] 如图6所示实施例中，与实施例1不同的是：本实施例中，所述的选定取样所需的 位置为滑坡体（9)处的滑带土，取样方式：（1)所述取土器垂直于滑带面取样（如图6-1所 示）；（2)所述取土器垂直于水平面取样（如图6-2所示）。
[0043] 本实施例中，其余步骤均与实施例1相同。
[0044] 综上，本实用新型所采用的取样设备结构简单、设计合理且加工制作及拆装方便、 轻便小巧、工艺简单易生产，取样方式快速灵活，使用操作简便，取样成本低，土样无扰动， 能够实现浸泡溶液快速渗入试件，使试件快速达到固化状态，可批量制备多个试件，试件制 备时间短。
[〇〇45] 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。
【权利要求】
1. 一种单活塞式扫描电镜样品取土器，其特征在于：包括薄壁圆柱状套筒以及套筒内 配有紧密结合且可上下推动产生内压的活塞、由上至下对活塞进行平稳施压的施压机构， 薄壁圆柱状套筒上开设有输液孔和与所述输液孔配套的阀门，套筒底端设计为刃口状，圆 柱状套筒上带有长度尺寸刻度，用于观测活塞以及浸泡液的高度；所述薄壁圆柱状套筒壁 厚不大于2mm，薄壁圆柱状套筒刃口厚度为小于0· 5mm，以便于土体切取，所述单活塞式扫 描电镜样品取土器自带的可上下移动的橡胶活塞，可使得一端液体封闭的取土器在活塞抽 动过程中，套筒内部能够始终保持密封状态。
2. 按照权利要求1所述的一种单活塞式扫描电镜样品取土器，其特征在于：施压机构 数量为两个，此施压机构为配有套装螺纹杆的圆柱状套筒，所述施压机构在施压结束后能 够保持活塞与管壁位置不发生相对位移，以保证取土器内部能够长久保持恒定正压力。
3. 按照权利要求1所述的一种单活塞式扫描电镜样品取土器，其特征在于：输液孔为 半径0. 5?1. 5mm的圆状小孔，用于注入浸泡材料，输液孔上设有阀门，当浸泡材料达到预 定高度时停止注入，关闭阀门，以使取土器内部保持密封状态，进而确保后续浸泡过程中， 浸泡材料能快速平稳的进入土样试件内部，达到浸泡效果。
4. 按照权利要求1所述的一种单活塞式扫描电镜样品取土器，其特征在于：所述取土 器薄壁带有用于标记长度的以_为单位的刻度，用于测量浸泡溶液和土样试件的高度。
5. 按照权利要求1或2所述的一种单活塞式扫描电镜样品取土器，其特征在于：所述 薄壁圆柱状套筒底端设置为刃口状，以减小摩擦力，确保尽可能小的扰动原始土样，所述薄 壁圆柱状套筒的内壁光滑，无摩擦。
6. 按照权利要求1所述的一种单活塞式扫描电镜样品取土器，其特征在于：所述取土 器适用于黄土、红粘土、膨胀土、软土、冻土、盐渍土、滑带土、重塑土、回填土等各种土体的 取样。
7. 按照权利要求1所述的一种单活塞式扫描电镜样品取土器，其特征在于：所述薄壁 圆柱状套筒壁厚不大于2mm，薄壁圆柱状套筒刃口厚度小于0· 5mm，以便于土体切取，距套 筒刃口 30?50mm处开设有用于传输浸泡溶液的输液孔。
8. 按照权利要求1所述的一种单活塞式扫描电镜样品取土器，其特征在于：所述一种 单活塞式扫描电镜样品取土器的内径大小以及输液孔的位置可以根据不同的设计需要，调 整到所需的大小和位置。
【文档编号】G01N1/28GK203894071SQ201420141578
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2014年3月23日 优先权日:2014年3月23日
【发明者】李晓军, 王晓华, 杨硕, 孙乐 申请人:西安科技大学