底托式原状土取土器的制作方法

本发明涉及工业与民用建筑、港口建设、铁路建设等工程地质勘察领域，具体涉及一种适用于高含水率软土、松散砂土等原状土的底托式原状土取土器。

背景技术：

软土地层中的工程建设活动越来越多，尤其在湖滨、海滨吹填土地区，因此对软土及松散砂土地层中的工程勘察尤为重要。传统取土装置主要利用土体与取土器内壁的摩擦及吸附来提取土样，在对淤泥、滨海吹填土、松散砂土等进行取样时，容易对土样产生扰动，同时提钻时土体容易掉落，导致原状土样采取率低，效果较差，起下钻次数增加，增加成本。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是，针对传统取土装置在高含水率软土、松散砂土等地区工程勘察时存在土样采取率低，原状土取样困难的问题，提供一种底托式原状土取土器，减少了提钻时土样的掉落，土样采取率高，减小取样成本，对土样扰动小。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

底托式原状土取土器，至少包括取土管、半合管、转环、叶片、管靴，取土管上部与钻杆螺纹连接，取土管下部与管靴螺纹连接且留有空间，转环和叶片夹设于取土管下部和管靴连接处的空间内；管靴内部设置有承台，承台上均匀布设若干销钉孔，转环外侧设置有键槽、内侧设置有销钉槽，叶片包括叶片本体及两个垂直于叶片本体的销钉，两个销钉分别位于叶片本体两端相反方向布置，其中一个销钉插入承台上的销钉孔，另一个销钉卡入转环内侧的销钉槽；半合管装配于取土管和管靴的外壁，半合管内壁设置有键，键通过开设在管靴壁上的限位矩形孔与转环外侧的键槽装配连接，半合管外壁设置有倒刺。

按上述方案，所述叶片呈圆弧状，叶片内径与取土管内径、管靴内径相同，叶片外径与取土管和管靴连接处的螺纹直径相同，叶片弧度小于180°。

按上述方案，所述销钉孔和叶片的数目为8～12。

按上述方案，所述转环内外径与叶片内外径相同。

按上述方案，所述管靴底端呈圆锥状，管靴内外径与取土管内外径一致。

按上述方案，所述半合管内径与取土管及管靴外径相同。

按上述方案，所述取土管外壁开有取土管卡槽，所述管靴外壁开有管靴卡槽，所述半合管上下端内壁设置有环形凸台，环形凸台卡入取土管卡槽和管靴卡槽内，半合管上下端外壁开有箍槽，每个箍槽上套设一环箍，半合管通过箍槽及环箍锁定在取土管及管靴上，半合管与取土管、管靴同轴自由转动。

按上述方案，所述环箍包括具有开口的环形弹簧钢片及螺栓，弹簧钢片开口的两端部分别开有螺孔，两个螺孔通过螺栓紧固连接。

本发明的有益效果在于：

1、使用本发明底托式原状土取土器，提钻时，钻杆逆时针转动，叶片张开，能够在取土器管内形成一个垂直于管壁的圆片，切断土样并封隔取土管底部，限制土体散落，减少了提钻时土样的掉落，提高了土样采取率，降低了取样成本；

2、管靴底端设置成圆锥形，钻入时阻力小，同时提钻时叶片垂直切割土体并封隔了取土管底部，最大限度的减小了对土样的扰动。

附图说明

图1为本发明底托式原状土取土器的整体装配示意图；

图2为图1中取土管的结构示意图；

图3为图1中半合管的立体结构示意图；

图4为图1中转环的立体结构示意图；

图5为图1中叶片的立体结构示意图；

图6为图1中管靴的立体结构示意图；

图7为图1中环箍的立体结构示意图；

图8为叶片张开效果图；

图中，1-取土管，11-取土管卡槽，2-半合管，21-箍槽，22-键，23-倒刺，24-环形凸台，3-转环，31-键槽，32-销钉槽，4-叶片，41-叶片本体，42-销钉，5-环箍，51-螺孔，52-弹簧钢片，6-管靴，61-限位矩形孔，62-销钉孔，63-承台，64-管靴卡槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

参照图1～图8所示，本发明所述的底托式原状土取土器至少包括取土管1、半合管2、转环3、叶片4、管靴6，取土管1上部与钻杆螺纹连接，取土管1下部与管靴6螺纹连接且留有空间，转环3和叶片4夹设于取土管1下部和管靴6连接处的空间内，所留空间一方面保证叶片4和转环3自由转动，另一方面限制转环3上下移动；管靴6内部设置有承台63，承台63上均匀布设12个销钉孔62，转环3外侧设置1个键槽31、内侧设置12个销钉槽32，叶片4包括叶片本体41及两个垂直于叶片本体41的销钉42，两个销钉42分别位于叶片本体41两端相反方向布置，其中一个销钉42插入承台63上的销钉孔62，另一个销钉42卡入转环3内侧的销钉槽32；半合管2装配于取土管1和管靴6的外壁，半合管2可以与取土管1和管靴6同轴自由转动，半合管2内壁设置有键22，键22通过开设在管靴6壁上的限位矩形孔61与转环3外侧的键槽31装配连接，限位矩形孔61限定转环3的转动角度，从而控制叶片4的转动角度，半合管2外壁设置有倒刺23，顺时针转动时，倒刺23阻力较小，逆时针转动时，倒刺23切入土中，阻力较大，提供限制半合管2逆时针转动的阻力。

叶片4呈圆弧状，叶片4内径与取土管1内径、管靴6内径相同，叶片4外径与取土管1和管靴6连接处的螺纹直径相同，叶片4弧度小于180°，叶片4较薄且有足够强度，叶片4数目为与销钉孔62的数目相同。

转环3内外径与叶片4内外径相同。

管靴6底端呈圆锥状，管靴6内外径与取土管1内外径一致。

半合管2内径与取土管1及管靴6外径相同。

取土管1外壁开有取土管卡槽11，管靴6外壁开有管靴卡槽64，半合管2上下端内壁设置有环形凸台24，环形凸台24卡入取土管卡槽11和管靴卡槽64内，限定半合管2上下移动，半合管2上下端外壁开有箍槽21，每个箍槽21上套设一环箍5，半合管2通过箍槽21及环箍5锁定在取土管1及管靴6上，半合管2与取土管1、管靴6同轴自由转动。

环箍5包括具有开口的环形弹簧钢片52及螺栓，弹簧钢片52开口的两端部分别开有螺孔51，两个螺孔51通过螺栓紧固连接。

取土时，在上部钻杆带动下，底托式原状土取土器整体顺时针转动，下切入土，半合管2上的键22被限定在限位矩形孔61的后端，半合管2随着整体一起顺时针转动，叶片4紧靠管靴6内壁，处于收缩状态，对取土无影响。当取土器切入到预定深度时，钻杆逆时针转动，此时取土管1、管靴6、叶片4均作逆时针转动，而半合管2由于倒刺23切入土中，摩擦阻力较大，不随其他元件做逆时针转动或转动缓慢，从而控制转环3也不随其他元件做逆时针转动或转动缓慢，转环3通过销钉槽32带动叶片4运动，叶片4张开，层叠形成一圆片，切断土体，并在提钻过程中对土样起承托作用。

应理解，上述实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。本领域技术人员在阅读了本发明讲授的内容之后，可以对本发明作各种改动或修改，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围内。