一种用于岩土勘查的岩土取样装置及取样方法与流程

本发明涉及岩土取样，尤其涉及一种用于岩土勘查的岩土取样装置及取样方法。

背景技术：

1、岩土取样分析是地质勘查过程中必不可少的步骤，其主要是通过一定的岩土取样装置提取下层试验土壤原状土作为试样以了解其基层性质。在采样过程中，不同深度的岩土层存在不同的性质，所以需要对不同深度的岩土层进行取样。通过岩土取样试验可以确定不同类型土体的地基承载力，估算粘性土和砂土的抗剪强度，以及粘性土的压缩变形指标，判断粘性土的稠度状态以及砂土的密实度和振动液化的可能性，勘察时对土质取样试验后所了解到的信息是后续工程设计、施工等各项工作的基础。

2、在岩土工程勘察过程中，通过淤泥等软弱土层时，软弱土层在侧向土压力的作用下，会向孔内挤压形成缩孔，由于缩孔后的孔径会小于采样装置的直径，在进行拔杆或再次下放装置时，装置很难顺利通过淤泥等软弱土层，从而大大影响钻探工作效率和质量。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中软弱土层在侧向土压力的作用下，会向孔内挤压形成缩孔，由于缩孔后的孔径会小于采样装置的直径，在进行拔杆或再次下放装置时，装置很难顺利通过淤泥等软弱土层，从而大大影响钻探工作效率和质量的问题，而提出的一种用于岩土勘查的岩土取样装置及取样方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种用于岩土勘查的岩土取样装置，包括底座，还包括：固定安装在底座上的导向架，所述导向架上滑动安装有取样座，所述取样座的一侧转动安装有支撑轴，所述支撑轴上固定安装有第一带轮，所述取样座的另一侧固定安装有电机，所述电机的输出端固定安装有第二带轮，所述第一带轮和第二带轮之间通过皮带传动连接；所述支撑轴上转动安装有外筒，所述外筒与第一带轮之间设置有扩孔装置；螺纹安装在取样座内的丝杆，所述丝杆的上端贯穿导向架并安装有转盘。

4、为了解决现有取样过程中在淤泥等软弱土层中的缩孔问题，优选地，所述扩孔装置包括：固定安装在支撑轴上的延伸杆，所述延伸杆上转动安装有两个对称设置的摆臂，对称所述摆臂远离延伸杆的一端转动安装有扩孔板；所述外筒上沿长度方向开设有与扩孔板相适配的板槽，所述摆臂与板槽转动安装在一起；所述第一带轮与外筒的相对面上均固定安装有楔形块，上下所述楔形块之间斜面相抵。

5、为了提高破碎能力，优选地，还包括：与所述支撑轴同轴安装的支撑套，所述支撑套位于外筒内的一端固定安装有u形座，所述u形座上转动安装有第一锥形齿，所述支撑轴的下端贯穿出支撑套并固定安装有与第一锥形齿啮合连接的第二锥形齿；转动安装在u形座内的转轴，所述转轴的一端固定安装有与第一锥形齿啮合连接的第三锥形齿，所述转轴的另一端固定安装有内筒。

6、为了约束内筒，进一步地，所述外筒的开口端固定安装有限位座，所述内筒转动安装在限位座内。

7、为了方便抽出衬套，取出采样土层，更进一步地，所述内筒内设置有衬套，所述衬套与内筒之间通过电磁片吸附固定。

8、为了降低采样时扬起的灰尘，优选地，还包括：固定安装在底座上的限位环，所述限位环的内壁上均匀安装有喷嘴；所述底座上固定安装有水箱，所述水箱与限位环之间固定连接有第一水管。

9、为了对采样点的土壤拍打敦实，进一步地，还包括：所述底座上设置有安装槽口以及转动安装在该安装槽口内的第一凸轮，所述底座上弹性安装有敲击板，所述敲击板与第一凸轮相抵；与所述第一凸轮同轴设置的涡轮箱，所述涡轮箱与水箱之间固定连接有第二水管。

10、为了减少喷嘴堵塞，更进一步地，两侧所述涡轮箱之间设置有连接辊，所述连接辊上固定安装有驱动盘；所述底座上固定安装有活塞箱，所述活塞箱与限位环之间固定连接有风管，所述活塞箱内装配有活塞，活塞与驱动盘之间转动连接有驱动杆。

11、为了提高装置的稳定性，更进一步地，所述底座上螺纹安装有地钉，所述地钉上安装有至少一个梯形台。

12、一种用于岩土勘查的岩土取样方法，操作步骤如下：

13、步骤1：将装置移动到需要采样的地方；

14、步骤2：对采样点周围的土层拍打敦实，提高装置工作时的稳定性；

15、步骤3：装置对岩层进行采样后，通过扩孔装置对采样点进行扩孔，提高工作效率和质量。

16、与现有技术相比，本发明提供了一种用于岩土勘查的岩土取样装置及取样方法，具备以下有益效果：

17、1、该用于岩土勘查的岩土取样装置，开启电机，电机的输出端通过皮带将旋转的力传递至第一带轮上，使同轴的支撑轴旋转，同时，旋转的第一带轮通过上下楔形块之间的抵触，带动外筒在支撑轴上旋转，方便贯入岩层内，旋转转盘使取样座在丝杆上进行直线运动，使外筒在岩层内逐渐深入，将岩层收集在内；拔出外筒取出样品时，反向旋转转盘使取样座在丝杆上向上移动，同时电机反转，上方的楔形块在接触到下方的楔形块时会向下压动楔形块，使外筒整体在支撑轴上上下往复移动，移动时，两个对称的摆臂受力转动将扩孔板推出板槽，对岩层内壁进行扩孔拍打，避免了淤泥软弱土层中的缩孔问题，导致岩芯管无法正常拔出和下放至上一回次底深度，从而影响工作效率和工作质量；

18、2、该用于岩土勘查的岩土取样装置，在电机的工作期间，支撑轴上的第二锥形齿带动啮合连接的第一锥形齿旋转，并且旋转的第一锥形齿带动啮合连接的第三锥形齿旋转，使内筒与外筒做同轴反转运动。由于岩层内一些碎石硬度较大，容易卡进内筒中，通过内筒与外筒之间的配合绞碎大块的岩土颗粒，提高收集效率；

19、3、该用于岩土勘查的岩土取样装置，泵体增压时，水流依次通过涡轮箱和第二水管后回到水箱内，形成一个闭合回路，水流经过涡轮箱时推动内部的涡轮旋转，涡轮将旋转的力传递至第一凸轮使第一凸轮间歇性地向下压动敲击板，使敲击板敦实土壤，将地钉上的梯形台压紧在岩层内，提高装置在工作时的稳定性；

20、4、该用于岩土勘查的岩土取样装置，在两侧的涡轮旋转时，与涡轮连接的连接辊带动同轴的驱动盘旋转，驱动杆偏心安装在驱动盘上，并将驱动盘的旋转运动转变成推动活塞移动的直线运动，将活塞箱内的空气挤压进限位环中，对喷嘴进行疏通，避免喷嘴的堵塞，对装置在使用前进行预处理。

技术特征：

1.一种用于岩土勘查的岩土取样装置，包括底座（1），其特征在于，还包括：

2.根据权利要求1所述的一种用于岩土勘查的岩土取样装置，其特征在于，所述扩孔装置包括：

3.根据权利要求1所述的一种用于岩土勘查的岩土取样装置，其特征在于，还包括：

4.根据权利要求3所述的一种用于岩土勘查的岩土取样装置，其特征在于，所述外筒（9）的开口端固定安装有限位座（902），所述内筒（20）转动安装在限位座（902）内。

5.根据权利要求4所述的一种用于岩土勘查的岩土取样装置，其特征在于，所述内筒（20）内设置有衬套（2001），所述衬套（2001）与内筒（20）之间通过电磁片（2002）吸附固定。

6.根据权利要求1所述的用于岩土勘查的岩土取样装置，其特征在于，还包括：

7.根据权利要求6所述的一种用于岩土勘查的岩土取样装置，其特征在于，还包括：

8.根据权利要求7所述的用于岩土勘查的岩土取样装置，其特征在于，两侧所述涡轮箱（27）之间设置有连接辊（29），所述连接辊（29）上固定安装有驱动盘（30）；

9.根据权利要求8所述的一种用于岩土勘查的岩土取样装置，其特征在于，所述底座（1）上螺纹安装有地钉（33），所述地钉（33）上安装有至少一个梯形台（34）。

10.一种用于岩土勘查的岩土取样方法，采用权利要求1-9任一项所述的一种用于岩土勘查的岩土取样装置，其特征在于，操作步骤如下：

技术总结
本发明公开了一种用于岩土勘查的岩土取样装置及取样方法，属于取样装置技术领域，包括底座，还包括：固定安装在底座上的导向架，导向架上滑动安装有取样座，取样座的一侧安装有支撑轴，支撑轴上安装有第一带轮，取样座的另一侧固定安装有电机，电机的输出端固定安装有第二带轮，第一带轮和第二带轮之间通过皮带连接；支撑轴上转动安装有外筒，外筒与第一带轮之间设置有扩孔装置；螺纹安装在取样座内的丝杆，丝杆的上端贯穿导向架并安装有转盘，开启电机使支撑轴旋转，将样品采集在外筒内，开启电机反转，使外筒整体在支撑轴上上下往复移动，两个对称的摆臂受力转动将扩孔板推出板槽，对岩层内壁进行扩孔拍打，避免了淤泥软弱土层中的缩孔问题。

技术研发人员：高一咏,王志辉,郭旭东
受保护的技术使用者：高一咏
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14