一种工程地质勘察用横向取样装置及取样方法

本发明涉及岩土勘探，特别是一种工程地质勘察用横向取样装置及取样方法。

背景技术：

1、岩土取样监测分析是各种工程勘察设计、施工前必不可少的步骤，主要是通过岩土取样装置提取试验土壤作为试样测试地层相关参数，了解其基层性质。在进行岩土地质勘探的过程中，经常需要使用到采样装置对岩土进行采样处理，以便于对岩土的成分进行分析，岩土取样质量显得尤为重要。

2、而目前现有技术中的岩土取样装置一般为筒状结构，取样时将其旋转插入地面进行取样，导致在需要对深处样品进行取样时，筒体也会将表面的岩土取下，使得在钻探、取土过程中，岩土的结构非常容易被扰动，导致不同层次的岩土扰动混合，影响后续的检测结果。

3、另外，现有的取样设备有时过于笨重，需要机械设备来承载、移动和操作，不够便携，取样过程操作繁琐，通常需要多个环节的操作才能完成一次取样作业，自动化程度低，使得取样过程十分不便。

4、因此，根据工程实际需求研究一种新的工程地质勘察用横向取样装置来解决上述问题具有重要意义。

技术实现思路

1、鉴于现有技术中存在的问题，本发明提供一种工程地质勘察用横向取样装置及取样方法，以满足现场工程取样的需求。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明首先提供一种工程地质勘察用横向取样装置，包括，

4、底座，具有支撑组件；

5、驱动组件，安装在所述支撑组件上；

6、竖向钻进组件，安装在所述支撑组件上并与所述驱动组件传动连接，能够由所述驱动组件驱动旋转，以竖向钻入地层预定深度处，并且所述竖向钻进组件上开设有一个或多个取样孔；

7、封口组件，安装在所述竖向钻进组件内并能够上下移动，初始状态下封闭所述取样孔，向下移动至预定位置时露出所述取样孔；

8、横向推进组件，具有一组或多组，安装在所述竖向钻进组件内，在所述封口组件向下移动至预定位置时被所述封口组件驱动横向移动；

9、旋转取样组件，安装在所述竖向钻进组件内并与所述横向推进组件传动连接，在所述横向推进组件横向移动时被由所述取样孔推进至所述竖向钻进组件外，并同步旋转完成钻进取样。

10、在一个较佳实施例中，所述支撑组件包括：

11、立柱，固定连接在所述底座的中部；

12、套板，套设在所述立柱上，所述套板的一端固定连接有手柄，套板的另一端安装所述驱动组件和竖向钻进组件。

13、在一个较佳实施例中，所述驱动组件包括：

14、电机，安装在所述套板的另一端；

15、第一齿轮，连接在所述电机的输出轴上，并且所述竖向钻进组件的顶部安装有第二齿轮，所述第一齿轮与第二齿轮啮合。

16、在一个较佳实施例中，所述竖向钻进组件包括钻筒，所述钻筒通过轴承转动安装在所述套板的另一端，并且钻筒的顶部安装有所述第二齿轮。

17、在一个较佳实施例中，所述封口组件包括：

18、推杆，一端伸出至所述竖向钻进组件顶部外；

19、弧形封口板，设置在所述竖向钻进组件内并连接所述推杆的另一端，所述弧形封口板贴合所述竖向钻进组件内壁，且弧形封口板上预设有一个或多个与一个或多个所述取样孔错开的孔位。

20、在一个较佳实施例中，所述横向推进组件包括：

21、第一齿板，具有一个或多个，安装在所述封口组件的内壁；

22、第三齿轮，两侧通过轴销转动安装在所述竖向钻进组件上，并能够在所述封口组件向下移动至预定位置时与所述第一齿板啮合；

23、两根折形引导臂，对称布置于所述横向推进组件左右两侧，一端与所述轴销固定连接，另一端活动连接于所述横向推进组件上。

24、在一个较佳实施例中，所述旋转取样组件包括：

25、取样锥筒，在所述竖向钻进组件内与所述取样孔对应，并且其前端形成有钻齿；

26、两个支撑导向条，对称固定设置在所述竖向钻进组件的内壁上；

27、带孔活动板，两侧卡接于两个所述支撑导向条上并能够前后滑动，并且所述取样锥筒的后端通过轴承转动安装在带孔活动板的圆孔中。

28、在一个较佳实施例中，所述带孔活动板的两侧突出有两个连接销轴，两个连接销轴与所述横向推进组件传动连接。

29、在一个较佳实施例中，所述旋转取样组件还包括：

30、两个倾斜导槽，对称固定设置在所述竖向钻进组件的内壁上，并且自所述取样锥筒的后端向前端由高到低倾斜设置；

31、第二齿板，其上部通过两个支撑杆分别滑动支撑在两个倾斜导槽中，下部与所述取样锥筒的后端滑动连接；

32、第四齿轮，其通过连接轴固定连接在所述取样锥筒的后端，并且与所述第二齿板啮合。

33、在一个较佳实施例中，所述旋转取样组件还包括导轨，固定连接在所述带孔活动板上，并且其上带有燕尾槽；所述第二齿板的一侧设置有燕尾条，所述燕尾条滑动卡接在燕尾槽中。

34、本发明还提供一种根据上述工程地质勘察用横向取样装置的取样方法，包括以下步骤：

35、s1，进行取样作业时，将取样装置放置于取样点，下压手柄带动套板向下运动，使竖向钻进组件向下接触地层；

36、s2，启动电机带动第一齿轮与第二齿轮啮合传动，使第二齿轮带动竖向钻进组件旋转，再继续进行下压作业，使竖向钻进组件向下钻入地层中预定深度处；

37、s3，转动转把，转把带动推杆在螺纹筒中向下旋进，使推杆带动弧形封口板向下运动；

38、s4，弧形封口板向下运动至其孔位接近取样孔时，第一齿板与第三齿轮啮合传动，第三齿轮通过轴销带动折形引导臂运动，使折形引导臂滑动到边缘并通过连接销轴带动带孔活动板平移运动，带孔活动板带动取样锥筒进行平移；

39、s5，同时，带孔活动板带动导轨和第二齿板运动，使支撑杆沿着倾斜导槽斜向下运动，同步带动第二齿板向下运动；

40、s6，第二齿板与第四齿轮啮合传动，使第四齿轮带动连接轴旋转，连接轴带动取样锥筒旋转，取样锥筒平移并保持旋转运动，穿出取样孔并通过钻齿钻入地层中取样。

41、本发明相对于现有技术的有益效果是：本发明提供一种工程地质勘察用横向取样装置及取样方法。具体而言，至少可得到以下有益效果：

42、（1）该工程地质勘察用横向取样装置及取样方法，通过驱动组件带动竖向钻进组件旋转，并持续下压竖向钻进组件，使竖向钻进组件钻入岩土中的合适深度，并且控制推杆向下旋进，推杆带动弧形封口板向下使得孔位与取样孔对应，并且第一齿板与第三齿轮啮合传动，使折形引导臂通过连接销轴带动取样锥筒横向运动，同时支撑杆受到倾斜导槽斜面挤压带动第二齿板与第四齿轮啮合传动，使取样锥筒可以轻易旋转进入岩土中实现取样作业。显然，本发明的取样装置及其操作方法简单，各个部件相互驱动，下压推杆即可完成整个取样操作，操作便捷，自动化程度高。

43、（2）该工程地质勘察用横向取样装置及取样方法，采用横向采样可以满足同一深度的岩土取样，避免传统垂向插入导致岩土之间扰动混合影响检测精准的问题。

44、（3）该工程地质勘察用横向取样装置及取样方法，竖向钻进组件内可设置一组取样锥筒，当然设置两组或更多组取样锥筒将更为有利，两组或更多组取样锥筒可以分别进入深层和浅层的岩土中完成取样作业。

45、（4）该工程地质勘察用横向取样装置及取样方法，通过设置弧形封口板的孔位与取样孔在自然状态下相互错位，即封闭取样孔，确保整个竖向钻进组件能够在封闭无土体干扰的情况下顺利钻进地层合适深度处，并能够在打开以露出取样孔的情况下同步驱动横向推进组件带动旋转取样组件运动，设计巧妙。

46、应当理解，本发明任一实施方式的实现并不意味要同时具备或达到上述有益效果的多个或全部。