一种原状土样水槽实验的快速装样、取样装置的制作方法

本实用新型是涉及一种快速装、取原状土样的装置，具体地说是涉及一种闭的、有压的二维矩形断面有机玻璃水槽试验的快速装、取原状土样的装置。

背景技术：

近年来，随着我国经济的发展和沿海、沿河经济的发展。沿海、沿河地带的各种航道工程、围海造陆工程正在如火如荼的进行着，而这些工程的开挖、建造都和河流、海域底床的泥沙特性密切相关。工程建设前必须要对泥沙的启动、冲刷特性进行研究，而原状土(未扰动过的天然土样)的启动冲刷特性的物理模型研究是常用的一种手段。由于原状土，特别是黏性原状土的启动、冲刷流速较大，普通的风浪流水槽和环形水槽无法达到试验所需的流速、流量大小，因此，对原状土的试验，实验时一般采用密闭的、有压的二维矩形断面有机玻璃水槽进行试验。

在二维矩形断面有机玻璃水槽进行试验中，一项重要的工作就是需要将未经扰动的原状土装进有机玻璃水槽下方的圆形装样筒，以便于原状土样可以由顶土装置顺利的顶入有机玻璃水槽里，试验得以顺利进行。由于原状土试验需要保证原状土的不受扰动，因此在进行原状土取土时给工作人员带来了诸多不便，实验室里常常有因为工作人员将原状土试样从密封桶中取出并放入有机玻璃水槽下方的圆形装样筒时用力过大或者原状土样本身的黏性较弱而导致土样破坏，试样作废。由于原状土样取样困难，花费较高的原因，这些对土样的破坏行为会造成生产、研究的重大损失。

技术实现要素：

实用新型目的：为克服现有技术不足，本实用新型旨于提供一种投入小、方便简单、占地面积小、效率高、实用性强的原状土水槽实验的快速装样、取样装置。

技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种原状土样水槽实验的快速装样、取样装置，包括取样操作台和辅助工具，辅助工具设在取样操作台上方；取样操作台包括底座、转盘、把手、横向螺旋杆、螺旋式升降器、上部螺旋杆和圆柱形平台；所述螺旋式升降器固定在基座台面下表面，转盘一面与把手固连，另一面设有套筒，横向螺旋杆一端设在套筒内，另一端横向伸入螺旋式升降器内；上部螺旋杆与螺旋式升降器垂直设置，上部螺旋杆底端穿过基座上表面伸入螺旋式升降器 内，圆柱形平台设在上部螺旋杆顶端，圆柱形平台上顶面中心部设有圆槽，圆槽外周设有钩子专用孔；所述辅助工具包括第一有机玻璃圆柱体、铁丝环、装样套筒、钩具、固定螺丝和铁丝钩；铁丝环设在第一有机玻璃圆柱体底端、钩具套接在铁丝环上；固定螺丝固定在钩具底端；铁丝钩顶端固定在固定螺丝上，底端插入钩子专用孔内；装样套筒设在第一有机玻璃圆柱体正上方。

工作原理：本实用新型原状土样水槽实验的快速装样、取样装置使用时，先将圆柱形装样套筒固定在有机玻璃水槽下方，再将原状土样放置在操作台上的圆柱形平台上，利用辅助工具，可以通过摇动把手的方式来实现原状土样在圆柱形装样筒内的上移与下降，以达到在不使原状土样上部扰动的情况下快速取样的目的；装样时，先将钩具、固定螺丝和铁丝钩从第一有机玻璃圆柱体下方取下，再将带高强铁丝环的第一有机玻璃圆柱体放置在圆柱形平台上，并使铁丝环置于圆槽内；转动把手使螺旋升降器上部的上部螺旋杆旋转上升，使圆柱形平台顶着第一有机玻璃圆柱体，并推动者铁皮里的原状土样从圆柱形装样套筒的下方进入装样套筒内，继续转动把手，使原状土样上升至与装样套筒顶部平齐为止，装样结束；取样时，将钩具打开并钩住土样下方的第一有机玻璃圆柱体下方的高强度铁丝环，钩具下方的高强度铁丝钩钩在圆柱形平台上的钩子专用孔里，摇动把手使升降器的上部螺旋杆带动钩子下降，进一步带动原状土样下方的有机玻璃圆柱体下降，原状土样在重力作用下自动缓慢下降，直至脱离装样套筒。

所述第一有机玻璃圆柱体正上方设有第二有机玻璃圆柱体和螺纹连接棒，第一有机玻璃圆柱体、第二有机玻璃圆柱体相对面上均设有螺纹孔，螺纹连接棒两端分别插入第一有机玻璃圆柱体、第二有机玻璃圆柱体的螺纹孔内；能增加高度节省转动时间，从而减少装样时间。

所述横向螺旋杆与转盘的套筒连接部设有固定栓；能使转盘转动时套筒与横向螺旋杆不发生相对滑动。

所述钩具为铁制可开闭式钩具；能便于拆卸钩具。

所述钩具上设有活动插销；能控制开闭式钩具开合。

所述铁丝钩为3个，钩子专用孔与铁丝钩数量相等且位置对应；能增强铁丝钩稳定性。

本实用新型未提及的技术均为现有技术。

有益效果：本实用新型所用材料廉价易得、体积小、操作简单、效率高；能方便调节和拆卸维修；能在不扰动原状土上部土样且对原状土样下部扰动较少的情况下，快速的装、取原状土样，从而保护原状土样不受破坏，节省取样时间；能有效的应用于密闭的、有压的二维矩形断面有机玻璃水槽原状土启动冲刷试验。

附图说明

图1是本实用新型的取样操作台结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是图1的左视图；

图4是本实用新型的辅助工具结构示意图；

图5是本实用新型取样结构示意图；

图6是本实用新型装样结构示意图；

图中，1为把手、2为转盘、3为固定栓、4为横向螺旋杆、5为螺旋式升降器、6为底座、7为装样套筒、8为上部螺旋杆、9为圆槽、10为钩子专用孔、11为圆柱形平台、12为铁丝环、13为第一有机玻璃圆柱体、14为铁丝钩、15为固定螺丝、16为钩具、17为活动插销、18为螺纹连接棒、19为螺纹孔、20为第二有机玻璃圆柱体。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型，下面结合实施例进一步阐明本实用新型的内容，但本实用新型的内容不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1

如图1-6所示，一种原状土样水槽实验的快速装样、取样装置，包括取样操作台和辅助工具，辅助工具设在取样操作台上方；取样操作台包括底座6、转盘2、把手1、横向螺旋杆4、螺旋式升降器5、上部螺旋杆8和圆柱形平台11；所述螺旋式升降器5固定在基座台面下表面，转盘2一面与把手1固连，另一面设有套筒，横向螺旋杆4一端设在套筒内，另一端横向伸入螺旋式升降器5内；上部螺旋杆8与螺旋式升降器5垂直设置，上部螺旋杆8底端穿过基座上表面伸入螺旋式升降器5内，圆柱形平台11设在上部螺旋杆8顶端，圆柱形平台11上顶面中心部设有圆槽9，圆槽9外周设有钩子专用孔10；所述辅助工具包括第一有机玻璃圆柱体13、铁丝环12、装样套筒7、钩具16、固定螺丝15和铁丝钩14；铁丝环12设在第一有机玻璃圆柱体13底端、钩具16套接在铁丝环12上；固定螺丝15固定在钩具16底端；铁丝钩14顶端固定在固定螺丝15上，底端插入钩子专用孔10内；装样套筒7设在第一有机玻璃圆柱体13正上方；第一有机玻璃圆柱体13正上方设有第二有机玻璃圆柱体20和螺纹连接棒18，第一有机玻璃圆柱体13、第二有机玻璃圆柱体20相对面上均设有螺纹孔19，螺纹连接棒18两端分别插入第一有机玻璃圆柱体13、第二有机玻璃圆柱体20的螺纹孔19内；横向螺旋杆4与转盘2的套筒连接部设有固定栓3；钩具16为铁制可开闭式钩具16；钩具16上设有活动插销17；铁丝钩14为3个，钩子专用孔10与铁丝钩14数量相等且位置对应。

当在往圆柱形装样套筒7里装样时，先将原状土样的铁皮包装膜剪开，再将第一有机 玻璃圆柱体13放置在圆柱形平台11上，高强度铁丝环12放置在平台中间的圆槽9里，将带铁皮的原状土样放置在平台上的第一有机玻璃圆柱体13上(有机玻璃圆柱体的直径应略小于原状土样的净直径)，此时一人拿起圆柱形装样套筒7并将下放对着原状土样上部，另一人转动圆形转盘2把手1使螺旋升降器上部的上部螺旋杆8旋转上升，上部螺旋杆8顶部的圆柱形平台11顶着有机玻璃圆柱体，第一有机玻璃圆柱体13顶着铁皮里的原状土样，推动着原状土样从圆柱形装样套筒7的下方进入装样套筒7内，继续转动把手1，使原状土样上升至与圆形装样套筒7部平齐为止，装样结束。为了节省转动时间，可根据需要用螺纹连接棒18连接第二有机玻璃圆柱体20，使其与第一有机玻璃圆柱体13相连，使其高度增加以减少装样时间。

某些情况下，当原状土样顶部超出圆形装样套筒7顶部时，需要使原状土样顶部高程下降。此时将钩具16打开并钩住土样下方的第一有机玻璃圆柱体13的高强度铁丝环12，钩具16下方的高强度铁丝钩14钩在上部螺旋杆8顶部的圆柱形平台11的三个钩子专用孔10里，摇动圆形转盘2，通过螺旋式升降器5使上部螺旋杆8带动钩子，进一步带动原状土样下方的有机玻璃圆柱体下降，原状土样在重力作用下自动缓慢下降。

用这种装置可以节省原状土样的装样、取样时间，而且可以减少原状土样上部的扰动，由于原状土样的启动、冲刷实验主要测试部分的是原状土样的上部土体，因此，尽管此装置对原状土样的下部略有扰动，但是已将影响程度大大降低了，大大减小了原状土样的装样破损率，对在密闭的、有压的二维矩形断面有机玻璃水槽里的原状土样试验具有重大意义。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对各设施位置进行调整，这些调整也应视为本实用新型的保护范围。