专利名称：土的静三轴压缩试验专用取土器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种取土装置，尤其是一种土的静三轴压缩试验专用取土器。
背景技术：
土的静三轴压缩试验是室内土工试验中常用的一种试验方法，试验目的是测定细粒土及砂类土的总抗剪强度参数及有效抗剪强度参数。土试样一般采用4个圆柱形试样。试验原理在不同的恒定周围压力(σ 3)下施加相应的轴向压力(ο》对土试样进行剪切直到破坏；然后根据摩尔-库伦理论，计算求得抗剪强度参数。试验采用的土试样制备过程用钻探机具钻至预定深度土层中，采用普通的取土器采取一个大的土试样。然后把土试样运至实验室。首先用钢丝锯和修土刀把大的土试样切成圆柱形试样，先制备成大于试验用试样直径和高度的毛坯，然后再放到切土器内用钢丝锯和修土刀再次切削，制备成所要求规格的试验用试样。存在问题用普通取土器采取的土试样密封性较差，对土试样的天然含水率、天然密度有较大影响；在搬运到试验室过程震动影响了土试样的原始状态，使试样数据失真； 在实验室中制备试验试样成功率很低，在费用和工期上造成了极大的浪费。

实用新型内容本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种制备试样效率高、对试样扰动小、试样采取成功率高、结构简单、使用方便、费用低、工效高的土的静三轴压缩试验专用取土器。为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案一种土的静三轴压缩试验专用取土器，包括取土器外管，所述取土器外管为框架式结构，取土器外管上端与接头相连，下端与管靴相连，取土器外管内中心位置设有上端与接头相连的取土器中轴杆，取土器中轴杆上设置有若干取样筒装置。所述取土器外管包括上下两个保护圆环，两保护圆环之间连接有若干竖向钢板， 所述竖向钢板上端越过上部圆环向内折弯与接头相连。所述取土器外管下端通过螺纹与管靴相连。所述管靴下端外侧为单倾斜刃口结构。所述接头上部设有与钻杆螺母配合的螺纹。所述取土器中轴杆下部杆端呈圆锥形。所述取样筒装置包括取样筒和取样筒套管，取样筒套管分为上下两层设置，每层均设有若干个取样筒套管，每个取样筒套管的内侧边通过连接杆与取土器中轴杆相连，外侧边与取土器外管内壁固定连接；所述取样筒设置于取样筒套管内，取样筒上端通过螺纹连接于上层取样筒套管内，下端穿过下层取样筒套管。所述取样筒由两片对开式半管组成，取样筒的下端通过螺纹连接有取样筒管靴。所述取样筒管靴下端外侧为单倾斜刃口结构。[0017]本实用新型利用现行通用的钻探设备进行工作。用钻探机具钻至预定深度土层中，利用静压方式把本实用新型压入钻孔底部土层中进行取土样。本实用新型中装置了 4 个可装卸的标准取样筒，可同时采取4个满足试验试样规格要求的标准土试样。现场取土完成后，通过钻具把本实用新型旋转一定角度，切断标准取样筒中土试样与下部土层的联系。然后从钻孔中取出本实用新型，卸下取样筒，并放置到保存箱中送到实验室，重新安装新的取样筒进行下一次取土样。试验人员可直接利用从取样筒中取出的土试样进行试验， 确保了试验的准确性、成功率，提高了工作效率。本实用新型具有以下特点1.制备试验试样效率高。利用本实用新型可一次性成功制作土的静三轴压缩试验所用的4个试样。传统制样方式是首先用钢丝锯和修土刀把一个大的土试样切成圆柱形试样，先制备成大于试验用试样直径和高度的毛坯，然后再放到切土器内用钢丝锯和修土刀再次切削，制备成所要求规格的试验用试样。实际操作时对于硬土样容易切碎，同时制备4 个土试样十分困难；对于软土样，由于其蠕变性质，土样成形十分困难；若土试样制备不成功或不能同时制备4个土试样，不仅土的静三轴压缩试验无法完成，从现场取得的土样也同时报废。2.对试验试样扰动小，试验准确性高。采用本实用新型小所取得的试样为一次性制备，减少了人工多次用钢丝锯和修土刀切削过程，降低了对土试样扰动的程度。由于有取样筒的保护，尽可能避免了土样从现场到实验室搬运过程中产生的震动影响。取样筒上端开口，钻孔底部残余土从上端窜出，对土试样不产生挤密影响。常用取土器顶端为封口，当钻孔底部残余土较多时容易对土样产生人为的挤密作用。取土器外管采用部分封闭结构、管靴的刃口设计均有效减小在取土过程中土层的阻力及对土试样的压力影响，使得所取土试样尽可能保持原状结构。3.试验试样采取成功率高。使用传统的取土器，采取1个呈圆柱形土样，压到预定深度后向上提拉取土器，以便拉断取土器中土样与下面土层的联系；由于取土器内壁光滑， 摩擦力小，经常使得取土器中的土样与下面土层不能断开，使得土样滑脱取土器，导致取土失败。使用本实用新型时，由于采用4个不同位置的取样筒，当取土器旋转一定角度后，有效切断取样筒中试样与下面土体之间的联系，取土成功率高。4.操作简单，使用方便。本实用新型采用可装卸的取样筒，使用十分方便。由于取土器外管采用敞开式结构，较容易去除取样筒四周废土，很方便装卸取样筒。5.结构简便，易于维护。对于易损的管靴更换方便。取土器内部采用中轴杆及两层连接杆结构，使得整个取土器结构强度较高，同时有效降低了取土过程中对土试样的影响。6.费用低，工效高。本实用新型结构简单，成本较低。由于现场所取试样的规格满足试验要求，送到实验室后可立即进行试验，缩短了工期，提高了工效。

图1是本实用新型主视图；图2是本实用新型外部结构主视图；图3是本实用新型俯视图；[0030]图4是本实用新型仰视图；图5是取样筒主视图；其中1.接头，2.取土器外管，3.取样筒套管，4.取样筒，5.取土器中轴杆，6.管靴，7.取样筒管靴，8.连接杆。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。如图1-5所示，一种土的静三轴压缩试验专用取土器，包括取土器外管2，所述取土器外管2为框架式结构，取土器外管2上端与接头1相连，下端与管靴6相连，取土器外管2内中心位置设有上端与接头1相连的取土器中轴杆5，取土器中轴杆5上设置有若干取样筒装置。取土器外管2下端通过螺纹与管靴6相连。取土器外管2上部与接头1固定连接， 下部与管靴6螺纹连接。该取土器外管2由4片竖向钢板组成，上、下端分别设置一个保护圆环，竖向钢板上端越过上部圆环向内折弯与接头1相连，以便加固整体结构强度。钢板、 圆环之间为空壁，以减小在取土过程中土的阻力，并方便装卸取样筒4。管靴6与取土器外管2螺纹连接。管靴6下端外侧为单倾斜刃口，以方便取土时刺入土层，减小土层阻力、减轻对土样的扰动。管靴6的作用为保护取土器外管2及取样筒 4，且损坏后方便更换。接头1上部设有与钻杆螺母配合的螺纹。利用接头1上端螺栓与上部钻杆螺母连接，以便将本实用新型压入或提出土层中，在取土完成后，通过钻具把本实用新型旋转一定角度，切断标准取样筒4中土试样与下部土层的联系。接头1下部与取土器外管2固定连接。取土器中轴杆5上端与接头1固定连接，中部、下端与十字形状的连接杆8固定连接，下部杆端呈圆锥形，以减小贯入土层时产生的土阻力。主要作用为加强取土器整体结构强度，防止取土器在使用过程中产生变形。取样筒装置包括取样筒4和取样筒套管3，取样筒套管3分上下两层设置，每层均设有4个取样筒套管3，每个取样筒套管3的内侧边通过连接杆8与取土器中轴杆5相连， 外侧边与取土器外管2内壁固定连接；所述取样筒4设置于取样筒套管3内，取样筒4上端通过螺纹连接于上层取样筒套管3内，下端穿过下层取样筒套管3。在取土器外管2内部设置两层连接杆，与取土器中轴杆5、取样筒套管3固定连接，主要作用为加强取土器整体结构强度，防止取土器在使用过程中产生变形。取样筒套管3分两层设置。上层取样筒套管3与取样筒4螺纹连接，在本实用新型压入或提出土层中，起到固定取样筒4位置的作用；下层套管与取样筒4不连接，限制取样筒4水平向的移动，确保取样筒4在压入土层时保持垂直向。取样筒套管内侧与连接杆 8固定连接，外侧与取土器外管2固定连接。取样筒4由两片对开式半管组成，上端与上层取样筒套管3螺纹连接，下端通过螺纹连接有取样筒管靴7。取样筒管靴7上端与取样筒4螺纹连接，下端外侧为单倾斜刃口，以方便取土时刺入土层，减小土层阻力、减轻对土样的扰动。取样筒管靴7的作用为保护取样筒4并固定取样筒4下端，且损坏后方便更换。 本实用新型利用现行通用的钻探设备进行工作。用钻探机具钻至预定深度土层中，利用静压方式把本实用新型压入钻孔底部土层中进行取土样。本实用新型中装置了 4 个可装卸的标准取样筒4，可同时采取4个满足试验试样规格要求的标准土试样。现场取土完成后，通过钻具把本实用新型旋转一定角度，切断标准取样筒中土试样与下部土层的联系。然后从钻孔中取出本实用新型，卸下取样筒4，并放置到保存箱中送到实验室，重新安装新的取样筒进行下一次取土样。试验人员可直接利用从取样筒4中取出的土试样进行试验，确保了试验的准确性、成功率，提高了工作效率。
权利要求1.一种土的静三轴压缩试验专用取土器，包括取土器外管，其特征在于所述取土器外管为框架式结构，取土器外管上端与接头相连，下端与管靴相连，取土器外管内中心位置设有上端与接头相连的取土器中轴杆，取土器中轴杆上设置有若干取样筒装置。
2.根据权利要求1所述的土的静三轴压缩试验专用取土器，其特征在于所述取土器外管包括上下两个保护圆环，两保护圆环之间连接有若干竖向钢板，所述竖向钢板上端越过上部圆环向内折弯与接头相连。
3..根据权利要求1所述的土的静三轴压缩试验专用取土器，其特征在于所述取土器外管下端通过螺纹与管靴相连。
4.根据权利要求1所述的土的静三轴压缩试验专用取土器，其特征在于所述管靴下端外侧为单倾斜刃口结构。
5..根据权利要求1所述的土的静三轴压缩试验专用取土器，其特征在于所述接头上部设有与钻杆螺母配合的螺纹。
6.根据权利要求1所述的土的静三轴压缩试验专用取土器，其特征在于所述取土器中轴杆下部杆端呈圆锥形。
7..根据权利要求1所述的土的静三轴压缩试验专用取土器，其特征在于所述取样筒装置包括取样筒和取样筒套管，取样筒套管分为上下两层设置，每层均设有若干个取样筒套管，每个取样筒套管的内侧边通过连接杆与取土器中轴杆相连，外侧边与取土器外管内壁固定连接；所述取样筒设置于取样筒套管内，取样筒上端通过螺纹连接于上层取样筒套管内，下端穿过下层取样筒套管。
8.根据权利要求7所述的土的静三轴压缩试验专用取土器，其特征在于所述取样筒由两片对开式半管组成，取样筒的下端通过螺纹连接有取样筒管靴。
9.根据权利要求8所述的土的静三轴压缩试验专用取土器，其特征在于所述取样筒管靴下端外侧为单倾斜刃口结构。
专利摘要本实用新型涉及一种土的静三轴压缩试验专用取土器，包括取土器外管，所述取土器外管为框架式结构，取土器外管上端与接头相连，下端与管靴相连，取土器外管内中心位置设有上端与接头相连的取土器中轴杆，取土器中轴杆上设置有若干取样筒装置。本实用新型利用通用钻探机具钻至预定深度土层中，利用静压方式把本实用新型压入钻孔底部土层中进行取土样。取土完成后，通过钻具把本实用新型旋转一定角度，切断标准取样筒中土试样与下部土层的联系，从钻孔中取出本实用新型，卸下取样筒，放置到保存箱中送到实验室，重新安装新的取样筒进行下一次取土样。试验人员可直接利用从取样筒中取出的土试样进行试验，确保了试验准确性、成功率，提高了工作效率。
文档编号G01N1/08GK201935825SQ20112001660
公开日2011年8月17日 申请日期2011年1月19日 优先权日2011年1月19日
发明者任宪骏, 宋丰波, 杨庆义, 王基文 申请人:山东电力工程咨询院有限公司