一种地质勘探土样保存容器及其使用方法与流程

[0001]
本技术属岩土工程技术领域，尤其用于地质勘探施工过程中，具体涉及一种地质勘探土样保存容器及其使用方法。


背景技术：

[0002]
在地质勘探施工过程中，需要对深层土体取出的长圆柱形土样进行妥善保存、运输。一般采用铁皮包裹所取土样保存运输，在此过程中，土样中的水会部分渗出，尤其是当土样为粉、砂性土样；到达实验室进行试验时拆开土样的保护铁皮进行切割，切割后的土段再采用环刀取样，利用环刀对土样的约束作用，模拟地下土体原始嵌固条件；然后进行各种室内土工试验。此工艺流程存在以下不足：1.在取样至试验过程中，土样长期不能保持原始约束状态，会使土样内部结构及力学状态发生不可逆的变化，影响试验数据有效性；2.土样长期失水，也会影响土样内部结构及力学状态，即使通过再次浸水，也不能完全还原土样原始状态；3.运输中难以妥善保护，土样受冲击、振动均会改变土样性状；4.试验前对土样原始状态下的扰动较大，影响数据的真实性。由于以上各种原因，需对现有技术及流程进行改进，提高试验效率及数据可靠性。


技术实现要素：

[0003]
为解决上述技术问题，本发明提供一种地质勘探土样保存容器及其使用方法。本容器内设减振机构，可对土样妥善保存、运输；土样在室内土工试验时打开容器即可使用，可提高试验效率。
[0004]
本发明的技术方案为：一种地质勘探土样保存容器，带有筒盖的钢筒的内部叠放多个土样盒；土样盒和钢筒的筒壁之间设置内衬防护套；土样盒上下之间由透水石隔板分隔；筒盖与钢筒密封连接；
[0005]
钢筒的底部与最下层土样盒之间设置第一弹簧；筒盖与最上层土样盒之间设置第二弹簧；
[0006]
土样盒由底托板、盒盖上下扣合封闭，内部为土样及环刀，环刀设置在土样与土样盒的内壁之间；环刀为标准土工试验采用的钢制环形筒状容器，内径统一，外表面一边设置刃口；底托板为圆形托盘，边缘上翻，中部开槽，槽内嵌入第一透水石片，槽底开有比第一透水石片小的下透水孔；盒盖为圆形盖，边缘下翻，中部开槽，槽内嵌入第二透水石片，槽底开有比第二透水石片小的上透水孔。
[0007]
基于上述技术特征：钢筒与筒盖通过螺纹连接，钢筒口部上方与筒盖的接触处设置密封垫。
[0008]
基于上述技术特征：防护套为泡沫塑料圆管。
[0009]
基于上述技术特征：盒盖具有磁性，与底托板紧密吸附，并从上下方分别压紧环刀上下
[0010]
边缘，固定土样。
[0011]
本发明的使用方法为：
[0012]
步骤一：在地质勘探钻孔对深层土体取样后，将环刀压入取样土段，削平环刀上下表面以外的土体，清除环刀外壁以外的土体，环刀内部保留部分为土样；
[0013]
步骤二：将环刀放入底托板，将盒盖自上而下扣在环刀上，并与底托板扣合封闭，从而压紧环刀上下边缘，固定土样；
[0014]
步骤三：将防护套放入钢筒，在防护套内逐层交替放置土样盒及透水石隔板；
[0015]
步骤四：在钢筒内注满水至筒口，旋紧筒盖至密封，完成土样保存。
[0016]
步骤五：取出土样后直接进行土工试验。
[0017]
本发明的有益效果包括：1.可在地质勘探钻孔现场制备土样，土样受扰动时间短，变化小；2.土样装入容器后便于保存、运输；3.土样被环刀、钢制土样盒约束，易保持原始自然状态，不受扰动；4.土样盒盖及底托板均设置透水石，使土样持续保持浸水饱和状态，同时透水石可避免微小土体颗粒流失；5.本装置内设减振机构，可在运输时保护土样免受冲击、震动；6.室内土工试验时打开装置即可使用土样，提高试验效率。
附图说明
[0018]
图1为本发明的整体安装图。
[0019]
图2为土样盒详图。
[0020]
图中标号：1为钢筒，2为筒盖，3为密封垫，4为防护套，5为土样盒，6为透水石隔板，
[0021]
11为第一弹簧，21为第二弹簧，51为土样，52为环刀，53为底托板，54为盒盖，55为第一透水石片，56为第二透水石片。
具体实施方式
[0022]
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。
[0023]
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0024]
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0025]
此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0026]
下面通过实施例进一步描述本发明。
[0027]
如图1所示，钢筒1可为圆柱形筒状容器，并带有筒盖2。钢筒1的内部叠放多个土样盒5。土样盒5和钢筒1的筒壁之间设置内衬防护套4，防护套4为泡沫塑料圆管，防护套4具有
环向隔振减振作用。土样盒5上下之间由透水石隔板6分隔。筒盖2与钢筒1密封连接，具体连接方式举例为钢筒1的口部设置内螺纹，筒盖2边缘设置外螺纹，与钢筒1口部内螺纹匹配，钢筒1口部上方与筒盖2的接触处设置密封垫3。钢筒1和筒盖2可采用不锈钢材质，密封垫3可为柔性橡胶垫，嵌入钢筒1口部上方的环形槽内。
[0028]
钢筒1的底部与最下层土样盒5之间设置第一弹簧11；筒盖2与最上层土样盒5之间设置第二弹簧21；第一弹簧11与第二弹簧21具有竖向减振功能，避免土样在运输期间受冲击力损坏。
[0029]
如图2所示，土样盒5由底托板53、盒盖54上下扣合封闭，内部为土样51及环刀52，环刀52设置在土样51与土样盒5的内壁之间。其中土样51取自地质勘探孔中的深层土样，采用环刀52切割为标准试验用的土样51，上下表面削平。
[0030]
环刀52为标准土工试验采用的钢制环形筒状容器，内径统一，外表面一边设置刃口；底托板53为圆形托盘，边缘上翻，中部开槽，槽内嵌入第一透水石片55，槽底开有比第一透水石片55小的下透水孔；盒盖54为圆形盖，边缘下翻，中部开槽，槽内嵌入第二透水石片56，槽底开有比第二透水石片55小的上透水孔。土样盒5可以约束环刀52内的土样51，使其上下表面被妥善密封，保持性状稳定。底托板53和盒盖54分别开槽设置透水石片及开孔的目的在于使水在钢筒1内和各土样盒5之间可以互相穿透，确保每个土样盒5内外水能穿透，土样的水不流失。
[0031]
盒盖54可具有磁性，与底托板53紧密吸附，并从上下方分别压紧环刀52上下边缘，固定土样51。磁性吸附功能使土样盒5便于合上与开启，且能稳定压在土样51上下表面；同时由于刚性环刀的支撑作用，盒盖54与底托板53不会对土样51额外施压。
[0032]
土样盒5装入钢筒1之后，在钢筒1中注满水，并旋紧筒盖2，使土样51在保存期间一直保持浸水饱和状态。水可以通过底托板53与盒盖54之间的透水石隔板6与各土样盒5内的土体连通，使土样51始终保持浸水饱和状态，与位于深层地下时状态一致，当需要进行室内土工试验时，取出环刀52及土样51即可进行试验，可以跳过给土样浸水的工序，节省试验时间。
[0033]
本发明容器的具体实施例为：钢筒1为不锈钢筒，总高180mm、外径130mm、壁厚及底板厚度均为10mm、口部内螺纹高度10mm，口部上表面开环形槽，可放置防水垫圈，槽宽4mm、槽深2mm。
[0034]
筒盖2为不锈钢圆形盖，总厚度18mm，螺纹段厚度10mm。
[0035]
密封垫3为柔性橡胶垫，4mm宽、4mm厚，嵌入钢筒1口部环形槽内。
[0036]
防护套4为泡沫塑料圆管，壁厚15mm，外径110mm，内径80mm。
[0037]
土样盒5由底托板53、盒盖54组成，内部放置土样51及环刀52，其中土样51取自地质勘探孔中的深层土样；环刀52为标准土工试验采用的钢制环形筒状容器，内径为61.8mm、高度为20mm，壁厚2mm，为最常用型号；底托板53为底板6mm的圆形托盘，直径78mm，边缘上翻5mm，上翻部分厚度5mm，中部开直径20mm、深度4mm的圆形槽，槽底开直径为10mm的圆孔；盒盖54为圆形盖，磁化后具有磁性，直径78mm，边缘下翻14mm，下翻部分厚度5mm，盒盖中部开直径20mm、深度4mm的圆形槽，槽底开直径为10mm的圆孔；第一透水石片55和第二透水石片56均为直径20mm，厚度4mm的石片，分别嵌入底托板53及盒盖54中心的圆形槽中，外露表面磨平，分别与底托板53和盒盖54内侧表面平齐。
[0038]
透水石隔板6外径80mm，厚度8mm。
[0039]
第一弹簧11一端焊接于钢筒1底部；第二弹簧21一端焊接于筒盖2内侧。
[0040]
本地质勘探土样保存容器的使用方法举例为：
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步骤一：在地质勘探钻孔对深层土体取样后，切取为适当长度的分段，将环刀52压入所取土段，削平环刀52上下表面以外的土体，清除环刀52外壁以外的土体，环刀52内部保留部分为土样51。
[0042]
步骤二：将环刀52放入底托板53，将盒盖54自上而下扣在环刀52上，并与底托板53通过磁性吸紧，从而压紧环刀52上下边缘，固定土样51，如图2所示。
[0043]
步骤三：将防护套4放入钢筒1，在防护套内逐层交替放置土样盒5及透水石隔板6，如图1所示。
[0044]
步骤四：在钢筒1内注满水至筒口，旋紧筒盖2至密封，如图1所示，完成土样保存，本容器可长期在施工现场保存土样，也可以采用普通车辆运输至试验室长期保存。
[0045]
步骤五：取出土样51后直接进行土工试验。在进行土工试验之前，只需按以上安装步骤反向操作，取出环刀52及土样51，即可开始进行试验。现有技术中，常规的土工试验用的土样是干的，试验之前，先要泡水几个小时。本发明的优点可省掉泡水时间，取出土样后立即可以试验。
[0046]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。