基于标准击实试验的市政及道路工程用新型环刀取土装置的制作方法

本实用新型涉及基于标准击实试验的市政及道路工程用新型环刀取土装置，属于工程现场土工试验技术领域。

背景技术：

环刀是用来取待检土体试验用样的一种常用仪器，由高强度不锈钢制成，下端有一圈切薄的刃口，环刀容积一般采用30～500cm³，环刀直径一般为5～10cm，高2～6.37cm，壁厚1.5～2.2mm，径高比一般以1～1.5为宜。市政及道路工程中关于土基及路面材料的密度及压实度的检测，一般采用环刀法进行，在现场将已知质量的标准容积高强度不锈钢环刀通过取土器，击入待检土层的规定深度，环刀充满土体后，先削平环刀上端的余土，使土面与环刀边缘齐平，再置于平板上，然后切削环刀刃口一端余土，使之与环刀刃口齐平后，称取环刀和待检土体的总质量，并从环刀中取得代表性土样进行含水率检测，获得待测土样的干密度，通过在实验室使用标准击实仪对同类土样进行标准击实试验，获得待测土体的最大干密度和最佳含水量值，将环刀取得的土样干密度与该土体实验室测得的最大干密度相比的百分数，即为待测土体的实际压实度。

目前无论是工程施工单位还是工程质量检测机构，在施工现场使用环刀进行填土压实度检测取样时，常用的简易取土器是平口取土器，盖在环刀上端，取土器与环刀上端仅保留很少余量，在待检土体上进行环刀取样时，环刀内土体很容易穿过环刀，直达平口取土器内部，造成环刀内的待检土体人为压缩，导致待检土体的真实压实度发生改变，取得的试验数据失真。这种现象普遍存在。即使在取土器上有小孔能让取土器中土样从中溢出，但是该压缩的土体已经压缩，待检土体的真实压实度已经被人为因素改变，根本无法获得真实数据。

实验室击实试验采用的标准击实仪，通过重型或者轻型击实获得待检土体的最大干密度和最佳含水量。击实的锤重，击实锤的落距，击实锤每次对样品的输出功都是一致的，而在施工现场取样时，多采用人工使用手锤和平口取土器盖在环刀上人工砸取，人工取环刀时，对平口取土器输出的锤击击实功每次都不相同。

如果取土器轻微偏斜，待检土体也会发生扰动，使环刀内所取得的土体应力发生改变，使想要采集的待检土体的力学性质发生改变，实际上也就造成环刀取土失败，若是一味蛮力砸环刀，更是会损坏环刀。

传统人工取土器落锤套在暴露的导杆上，导杆稍微变形或者污损，落锤就很容易卡顿；且锤重无法更改，不能很好的根据所取土体的压实类型是轻型机械压实还是重型机械压实，而采取轻型击实或者重型击实试验的锤重和锤体落距进行环刀取土试验；并且现在常用的环刀取土器功能单一，仅能配套单一径的环刀使用。如果更换不同口径的环刀进行取土试验时，需要购买多种口径的取土器。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种基于标准击实试验的市政及道路工程用新型环刀取土装置，操作简单，使用方便，有效满足市政及道路工程中的土基、路面材料的密度及压实度试验的环刀取样要求。

为了实现上述目的，本实用新型采用的基于标准击实试验的市政及道路工程用新型环刀取土装置，包括击实器、设置在击实器下方的取土器、及安装在取土器下方的环刀；

所述击实器包括击实杆、用于包裹击实杆的击实器套筒，所述击实杆可沿击实器套筒上下移动，所述击实杆由击实杆手柄、刻有轻型击实标示线的击实杆体、及可更换安装在击实杆体端部的轻型锤头和重型锤头组成，所述重型锤头上刻有重型击实标示线，所述击实器套筒上开有若干排气孔；

所述取土器固定在击实器的下方，取土器上设有调平水泡、环刀满土标示尺，取土器内设有一体成型的土仓，所述环刀满土标示尺垂直贯穿取土器后与土仓连通，所述土仓的端部设有环刀挡板、内埋式固定螺丝和内埋式定位螺丝；

所述环刀通过环刀挡板、内埋式固定螺丝和内埋式定位螺丝固定在取土器的下方。

作为改进，所述排气孔包括开设在击实器套筒上端的上排气孔、开设在击实器套筒下端的下排气孔，所述上、下排气孔分别等间距开设。

作为改进，所述取土器焊接在击实器套筒的底部。

作为改进，所述取土器由高强度不锈钢材加工而成。

作为改进，所述调平水泡水平设置在取土器的上表面。

作为改进，所述击实杆上设有击实杆连接螺丝接口，所述轻型锤头和重型锤头上分别设有与击实杆连接螺丝接口配合的锤头连接螺丝接口。

作为改进，所述轻型锤头和重型锤头的底部分别设有锤头缓冲层。

作为改进，所述锤头缓冲层采用低弹力橡胶。

与现有技术相比，该新型环刀取土装置具有以下优点：

1)坚固耐用，结构简单，易维护，操作简便；

2)通过取土击实锤的锤重变换和落距选择，真实模拟实验室重型、轻型击实试验时的土体受到的击实功状态，将采用相同击实功取得的环刀土样与实验室标准击实试验获得的数据进行压实度检测，不确定度更小，数据更加贴近真实情况，使得工程质量控制检测监督变得有真实的意义；

3)取土器上装有调平水泡，确保环刀取土时，环刀刃开口垂直向下切削土体，最大限度不扰动待检土体的土体应力，确保数据贴近实际情况；

4)在取土器内部有相较于常规取土器更多倍体积的土仓空间设计，确保待检土体通过环刀口上部进入土仓，避免人为扰动环刀上部土体压实度；

5)取土器上部还装有环刀满土标示尺，在取土的过程中不用抬起取土器，可很直观的查看环刀入土及环刀内满土情况，提高了环刀取土试验的工作效率，并且确保了环刀内土体没有因为人为二次压缩造成的压实度失真；

6)该新型环刀取土器可以适配多种口径，多种土体容积的环刀，配套的环刀挡板更换简便快捷，提高检测的多样性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中A处的局部放大图；

图3为本实用新型中轻型锤头的结构示意图；

图4为本实用新型中重型锤头的结构示意图；

图中：1、击实杆手柄，2、击实器套筒，3、上排气孔，4、击实杆，5、轻型击实标示线，6、击实杆连接螺丝接口，7、重型击实标示线，8、轻型锤头，9、下排气孔，10、锤头缓冲层，11、调平水泡，12、环刀满土标示尺，13、取土器，14、土仓，15、内埋式固定螺丝，16、内埋式定位螺丝，17、环刀，18、待检土体，19、环刀挡板，20、重型锤头，21、锤头连接螺丝接口。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限制本实用新型的范围。

如图1、图2所示，基于标准击实试验的市政及道路工程用新型环刀取土装置，包括击实器、设置在击实器下方的取土器13、及安装在取土器13下方的环刀17；

如图3、图4所示，所述击实器包括击实杆4、用于包裹击实杆4的击实器套筒2，所述击实杆4可沿击实器套筒2内部上下移动，所述击实杆4由击实杆手柄1、刻有轻型击实标示线5的击实杆体、及可更换安装在击实杆体端部的轻型锤头8和重型锤头20组成，所述重型锤头20上刻有重型击实标示线7，所述击实器套筒2上开有若干排气孔；

所述取土器13固定在击实器的下方，取土器13上设有调平水泡11、环刀满土标示尺12，取土器13内设有一体成型的土仓14，所述环刀满土标示尺12垂直贯穿取土器13后与土仓14连通，所述土仓14的端部设有环刀挡板19、内埋式固定螺丝15和内埋式定位螺丝16；

所述环刀17通过环刀挡板19、内埋式固定螺丝15和内埋式定位螺丝16固定在取土器13的下方。

作为实施例的改进，所述排气孔包括开设在击实器套筒2上端的上排气孔3、开设在击实器套筒2下端的下排气孔9，所述上、下排气孔分别等间距开设。通过设置的多个排气孔，在本新型环刀取土装置取样时，击实杆4实现锤击自由落体以及确保击实器套筒2内的清洁。

作为实施例的改进，所述取土器13焊接在击实器套筒2的底部，所述取土器13由高强度不锈钢材加工而成，坚固耐用，结构简单，易维护，操作简便。

作为实施例的改进，所述调平水泡11水平设置在取土器13的上表面，确保环刀17取土时，环刀17刃开口垂直向下切削土体，最大限度不扰动待检土体18的土体应力，确保数据贴近实际情况。

作为实施例的改进，所述击实杆4上设有击实杆连接螺丝接口6，所述轻型锤头8和重型锤头20上分别设有与击实杆连接螺丝接口6配合的锤头连接螺丝接口21。通过螺丝连接，方便更换不同锤重的锤头，以进行标准击实功环刀取土，使用更方便。

作为实施例的改进，所述轻型锤头8和重型锤头20的底部分别设有锤头缓冲层10，所述锤头缓冲层10采用低弹力橡胶，有效防止击实杆4下落锤击后回弹造成二次锤击。

使用该新型环刀取土装置进行待检土体18的环刀取土试验时，根据所选取的环刀17的内径、壁厚、容积来选取适配的环刀挡板19和内埋式定位螺丝16的螺距，将适配的环刀挡板19通过内埋式固定螺丝15紧密连接在取土器13上，再将环刀17卡在环刀挡板19上，调节内埋式定位螺丝16的螺距，进而将环刀17紧固住，使环刀17的内壁边口与环刀挡板19的内圆环壁轻松对齐，使环刀17连接在取土器13上成为一个整体。

将本新型环刀取土装置中环刀17轻放在已经清理掉表层松散干燥土质的待检土体18的层中偏下部位标高的土层上，根据待检土体18的击实类型，选取相应的轻型锤头8或重型锤头20及击实杆4的落距，观察取土器13上的调平水泡11，并确保调平水泡11居中，此时取土装置的击实杆4、击实器套筒2、取土器13和环刀壁均与待检土体18垂直，最大限度减少环刀17对待检土体18产生多余的应力扰动，避免造成环刀17内待检土体18的数据失真，然后握住击实杆手柄1，将击实杆4轻松提起到相应落距(轻型击实标示线5或重型击实标示线7)后，松开击实杆手柄1，让击实杆4自由落下，保证环刀17顶端所受击实功与实验室内相应击实试验土体受到的击实功一致，随着环刀17受到的击实杆4的击实功后，环刀17底端的刃口轻松切削待检土层进入待检土体18，随着土样进入环刀17，当环刀17内土样渐渐充满，从环刀17上口穿越进入取土器13的土仓14时，土样轻轻推动环刀满土标示尺12向上浮动，当环刀满土标示尺12达到满土标线时，表示环刀17内部土样已经充满并有一定高度的土样进入土仓14内，由于取土器13上部土仓14空间足够大，没有产生人为扰动，避免环刀17上部的土体因人为的二次压缩造成的压实度数据失真；此时停止击实杆4，轻轻绕圈晃动击实器套筒2，在保证不扰动环刀17内土体的情况下使环刀17外壁与外壁土体松动后，上提取土装置，将取土环刀17带出，拆下环刀17后立刻进行修平装入取样盒内密封，带回实验室室内进行含水率及压实度的检测。本实用新型中，取土器13与环刀17在取样全过程中连为一体，在取样完成后将环刀17和土样一同带出，避免常规用手锤人工砸取环刀17后，还要用洋镐、铁锹对环刀17进行挖取，既会大面积破坏待检土体，还可能扰动环刀17内部土体，甚至会使环刀17卷边、断刃、变形损坏，而且检测效率低下、浪费人工成本。

本实用新型的环刀取土装置可以适配多种口径、多种土体容积的环刀17，配套的环刀挡板19更换简便快捷，有效提高检测的多样性。

本实用新型环刀取土装置的优势在于，通过取土击实杆4的锤重变换和落距选择，真实模拟实验室重型或轻型击实试验时的土体受到的击实功状态，将采用相同击实功取得的土样与实验室标准击实试验获得的数据进行压实度检测，不确定度更小，使得工程质量控制检测监督变得有真实的意义。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。