适用于野外场地大块原状土样的反向倾斜双刀片削土装置的制作方法

本实用新型涉及一种野外勘察及室内土工试验原状样的工具，特别是一种适用于野外场地大块原状土样的反向倾斜双刀片削土装置。

背景技术：

目前，已有的实践及科研工作中，有关原状土取样的方法及装置种类较多，方法不一，但都存在诸如价格昂贵、不方便携带、不易操作、容易扰动土样等相关问题。而大块原状土采取试样时的困难在于大块原状土底部与下部土连接部位不利于人工削土，削土不均匀未形成贯通，极易使大块原状土底部出现局部应力集中，从而使原状土块产生开裂。

野外现场勘察及室内土工试验采取原状样是土体力学参数测试及研究的重要基础环节，现场采取块状原状试样(无扰动)在土工试验领域具有重要的意义及价值，在野外条件下如何将大块原状土样更方便更省力削掉，进而进行土工试验得出参数及给出评价具有重要的现实和科研意义。

块状原状土样削土装置是一种应用于野外场地采取原状土体的装置，也是室内土工试验准确测量土体力学参数的前提。因此，野外现场取样经常需要使用削土刀及锯子等人工操作来采取土样，为解决现场取样费时费力的实际问题，本实用新型给出了一种应用于野外场地采取大块原状土样的削土装置。

技术实现要素：

鉴于上述，本实用新型的目的在于提出一种适用于野外场地大块原状土样的反向倾斜双刀片削土装置，该装置能够针对土样的特殊要求，将采集的大块原状土样取回后可在实验室内根据试验分析及科研要求再次进行加工。能够达到野外场地原状土样快速大量取样的目的，从而提高科研水平及效率。

该削土装置具有便于携带，操作简单，带有倾斜角度的双侧刀片双向转动切削大块原状土底部与下部土体部分，所采集的土样的底部经切割后能够形成完整的光滑的土样。克服了人工切削该部分土体时的无操作空间的情况。并且通过更换不同长度的刀片，形成由四周向中心不断伸入的方式，不容易在矩形大块原状土样底部一角产生应力集中，更容易保护土样。为野外场地采取大块原状土样的切削底部土体问题提供技术支持。

本实用新型的目的通过以下措施来实现：

一种适用于野外场地大块原状土样的反向倾斜双刀片削土装置，包括一个操作柄，所述操作柄上带有电机和钻杆，钻杆的底部安装有一对对称倾斜分布的刀片，且一个刀片刀刃方向向下，另一个刀片刀刃方向向上。

对于上述技术方案，本实用新型还有进一步优选的方案：

优选的，一对倾斜分布的刀片连接在内螺纹柱上，通过内螺纹柱与钻杆连接；刀片外端部带有弧度。

优选的，所述操作柄上还包括电源和开关，电源与电机与相连，钻杆的底部带有螺纹，内螺纹柱套入钻杆螺纹上并通过螺帽与钻杆连接。

优选的，所述刀片尖端刃口弧度不大于90°。

优选的，一对倾斜分布的刀片沿螺纹柱外壁对称同向倾斜分布，且刀片沿水平方向扭转角度不大于15°。

优选的，所述刀片安装位置距离钻杆底端10mm处。

优选的，所述刀片平行于土样表面转动削土，刀片刀刃的方向向钻杆旋转方向设置。

本实用新型的优点是：

1、采用反向倾斜双刀片作业，能够增大切削面，增大切削工作空间，更好的分割原状土样与下部土体；

2、采用反向倾斜双刀片作业，控制双刀片竖向投影宽度不大于1.5cm，更容易通过块状土体间沟槽伸入大块原状土底部进行作业；

3、采用组合式刀片协同作业，能够分阶段向内部逐步伸入，方便作业；

4、采用移动电源，便于携带，方便野外作业，经济、高效、环保；

5、采用双刀片，省时省力，便于操作，不易扰动原状土样；

6、采用双刀片作业，加快作业效率；

7、采用预留钻杆设置，能够在外力作用下伸入或退出下部土体，增大切削面，增大作业空间。

附图说明

图1为本实用新型的削土装置结构示意图；

图2为本实用新型的刀片组合示意图；

图3为本实用新型的6-5刀片的a-a剖视结构示意图；

图4为本实用新型刀片6与钻杆连接部位配合关系图；

图5为图4的右视图；

图6为本实用新型在野外场地工作区域的俯视结构示意图；

图7为本实用新型的图6的b-b剖视结构示意图。

图1中：1.电源；2.开关；3.电机；4.钻杆；5.螺纹；6.刀片；7.螺帽；8.螺杆预留区；6-1为10cm长双向刀片；6-2为20cm长双向刀片；6-3为30cm长双向刀片；6-4为40cm长双向刀片；6-5为50cm长双向刀片。

具体实施方式

下边结合附图所示的实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但并不作为对本实用新型做任何限制的依据。

如图1所示，本实用新型的适用于野外场地大块原状土样的反向倾斜双刀片削土装置，包括一个操作柄，操作柄上带有电机3和钻杆4，钻杆4的底部安装有一对对称倾斜分布的刀片6，刀片6沿水平方向扭转角度不大于15°，并且一个刀片刀刃方向向下，另一个刀片刀刃方向向上。

操作柄上还包括电源1和开关2，电源1与电机3与相连，钻杆4的底部带有螺纹5，如图2所示，一对倾斜分布的刀片6连接在内螺纹柱上，通过内螺纹柱与钻杆4螺纹5连接。刀片为外端部带有弧度反向倾斜双刀片。本实施例中，刀片长度不同但前置弧度相同，有5种不同长度的刀片可供更选择，分别是5cm长刀片6-1、10cm长刀片6-2、15cm长刀片6-3、20cm长刀片6-4和25cm长刀片6-5。

如图3所示，刀片的刀刃部分较薄，刀背部分较厚，在一个实施例中，刀片的宽度为2cm，厚度为2mm，刀片尖端刃口弧度不应大于90°。刀刃的坡度为15-20°。

如图4及图5所示，刀片与螺纹柱的连接配位关系图，刀片本身采用弯曲扭转刀片，扭转角度不大于15°；在与钻杆连接时采用刀片与钻杆轴心呈夹角a为60°。一对倾斜分布的刀片沿螺纹柱外壁对称同向倾斜分布，且一个刀片刀刃方向向下，另一个刀片刀刃方向向上。刀片刀刃的不同开口方向能够对需要采集的原状土样的底部切割时在两个不同的方向进行切割，这种结构的削土装置适用于土体比较坚硬的土体，采用双刀片同时进行切割。

在钻杆4上刻有螺纹5供刀片6连接，连接方式为螺纹连接，刀片下部采用螺帽7挤压固定。并且在钻杆下端预留10mm供外力作用下自由伸入下部土层(见图1中螺杆预留区8)，以便和下部土体形成切割面。

应用该装置进行底部土体切割前，需将各原状土块四周连接处进行分割，掏槽宽度不少于2cm，深度根据取样具体要求决定，但需满足该装置钻杆的长度工作要求，不大于25cm。

本实用新型作业时，通过电源供电机转动，电机带动钻杆转动，钻杆带动刀片旋转，切削土体，通过控制电压大小控制刀片的切削功率。从而实现大块原状土样与下部土体的分割。

本实用新型的原理是，如图6及图7所示，在进行原状土样周围土体分割后，进行原状土样底部土体的分割较为困难，本实用新型对这一问题进行了简化，将一对双向倾斜的刀片沿掏槽放入底部，通过电机带动钻杆转动，不断改变钻杆深入土体厚度，钻杆带动一对双向倾斜的刀片切削原状土样底部土体，形成圆形切削面，沿原状土样四周依次缓慢进行，最终形成贯通，将该部位土体全部切削，将原状土块取下。其中，刀片尖端刃口弧度不应大于90°；刀片沿水平方向扭转角度不大于15°，大块原状土体表面对角线长度不大于50cm。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。本文中使用了原状土样、土工试验、电机、钻杆、刀片、沟槽等相关专业术语，并不排除使用其他术语的可能性，使用这些术语是为了更方便的对其进行描述，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。