专利名称：一种大尺寸非饱和结构性原状土样的取样方法
技术领域：
本发明涉及岩土工程土工试验技术领域，涉及一种取样方法，具体是一种大尺寸 非饱和结构性原状土样的取样方法，该方法可将大尺寸非饱和结构性原状土样在低扰动状 态下从原土层中取出，保护及搬运至试验地点。
背景技术：
在现有的原状土样采取过程中，经常采用的方法有
①在设计的取样深度上，首先切出平台，然后套上预先制作的铁皮方盒，随后继续下 挖，边挖边将铁皮徐徐压入，直至土块略高出铁皮顶边，将土块挖出，修平上、下面，盖上铁 皮盖，现场用胶带密封，填写并粘贴标签。②使用钻机钻至取样位置清孔后，将厚壁敞口取样器用钻杆联接放入孔底，然后 将主动钻杆提到足够高度，松开卷扬刹车，取样器及配套钻杆自由下落，取样器依靠上部钻 杆下落产生的动能，快速冲入土层，切取土样。③使用钻机钻至取样位置清孔后，将厚壁敞口取样器用钻杆联接放入孔底，然后 在钻杆顶部安装标贯试验打杆，对钻杆进行相对固定，用标贯试验的方法将取样器勻速打 入土层，切取土样。使用以上几种方法所取得的土样，尺寸较小，土样扰动大，不同取土方法对试验结 果影响较大，不能很好的保持土样的结构性；保存及运输方法在相关规范上也未给出，土样 保存效果不佳，时间较短，土样在采取及运输途中土样物理性质变化较大。采用此类取土及 维护土样的方法采取的原状样进行常规土工室内试验尚可，不能满足采用原状样进行大型 土工试验(大型土工离心模型试验等)过程中对土样尺寸、搬运维护、扰动程度、物理及力学 性质保持及保存时间上的要求。

发明内容
针对现有技术存在的缺陷或不足，本发明的目的在于，提供一种大尺寸非饱和结 构性原状土样的取样方法，该方法可将大尺寸非饱和结构性原状土样在低扰动状态下从原 土层中取出，保护及搬运至试验地点。所取土样可满足采用原状样进行大型土工试验(大型 土工离心模型试验等)过程中对土样尺寸、搬运维护、扰动程度、物理性质保持及保存时间 上的要求。为了实现上述技术任务，本发明采用如下技术解决方案
一种大尺寸非饱和结构性原状土样的取样方法，其特征在于包括以下步骤 步骤一，在拟定的取土地点，使用人工开挖取样坑，观察设计取样土层有无植物根茎、 裂缝、杂质及夹层，若有植物根茎、裂缝、杂质及夹层现象则将取土地点更换至附近位置；
步骤二，在无植物根茎、无裂缝、无杂质及夹层的位置处，横向扩大工作面，将取样坑开 挖成台阶形状，成形后从上层开始将台阶分割成大型土方单元，采用人工将单元整体取出， 并标清土块上、下面；步骤三，按照土样设计尺寸将大型土方单元使用手板锯切割成若干个土样，使用刀具 削平土样六个面后，标清土样上、下方向；
步骤四，使用密目纱布包裹土样并编号标注，再使用胶带固定纱布并封口，而后使用毛 刷将热熔后的液态石蜡均勻的刷在纱布上，静置至石蜡冷凝；
步骤五，将土样编号，并用塑料薄膜包装，再用胶带固定塑料薄膜，装入四周设置泡沫 板的等尺寸硬纸箱中，用松软散状材料将硬纸箱的空隙塞实后使用胶带密封；
步骤六，采用人工将装有土样的纸箱运至路况较好的公路上，装车运至试验地点。本发明采用人工作业，在取土设计深度取得大型土方单元后，采用手板锯切割成 型，并使用刀具削平土样各面，在满足土样尺寸要求的前提下有效减少了土样的人为扰动； 采用密目纱布包裹，并使用热熔后的液态石蜡均勻涂抹后冷凝成型的土样保护材料，具有 足够的硬度、强度及密封性，能后最大限度的保持土样外形及物理性质；密封后的土样使用 四周设置有泡沫板的等尺寸定制的等尺寸厚壁纸箱包装，并采用松软散状(小麦壳等)材料 塞实土样及箱壁之间的空隙，后使用胶带密封固定，具有很好的防振及受力缓冲效果，同时 能够方便而安全的码放土箱；采用人工将装有土样的密封纸箱搬运至路况较好的公路上装 车，最大限度的减少了由于路况不佳导致的土样颠簸受损的风险。本发明采用了多种有效 措施将大尺寸土样的扰动程度降至最低，保证了非饱和结构性原状土土样在取样、保护、搬 运过程中保持其物理性质的要求，解决了采用大尺寸非饱和结构性原状土样进行大型室内 试验的取样难题，从而使试验结果更加精确。


图1是本发明的工作流程以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。
具体实施例方式下面参照说明书附图和实施例对本发明进行详细说明。如图1所示，在拟定的取土地点，使用人工开挖取样坑，观察设计取样土层有无植 物根茎、裂缝、杂质及夹层，如有根茎、裂缝、杂质及夹层现象则将取土地点更换至附近位 置；在无植物根茎、无裂缝、无杂质及夹层的位置处，横向扩大工作面，将取样坑开挖成台阶 形状，成形后从上层开始将台阶分割成大型土方单元，采用人工将单元整体取出，并标清土 块上、下面；按照土样设计尺寸将大型土方单元使用手板锯切割成若干个土样，使用刀具削 平土样六个面后，标清土样上、下方向；使用密目纱布包裹土样并编号标注，再使用胶带固 定纱布封口，而后使用毛刷将热熔后的液态石蜡均勻的刷在纱布上，静置至石蜡冷凝；将土 样编号，并用塑料薄膜包装，再用胶带固定塑料薄膜，装入四周设置泡沫板的等尺寸硬纸箱 中，用松软散状材料将硬纸箱的空隙塞实后使用胶带密封；采用人工将装有土样的纸箱运 至路况较好的公路上，装车运至试验地点。下面是对本发明的原理进行说明
本发明采用人工作业在取土设计深度无植物根茎、无裂缝、无杂质及夹层的位置处取 得大型土方单元，保证了土样在整个取土过程中，由于缺陷造成损坏或破碎；采用手板锯切 割至土样尺寸，并使用刀具削平土样各面，在满足土样尺寸要求的前提下有效减少了土样的人为扰动；采用密目纱布包裹，并使用热熔后的液态石蜡均勻涂抹后冷凝成型的土样保 护材料，具有足够的硬度、强度及密封性，能后最大限度的保持土样外形、结构性、含水量及 其它物理性质；密封后的土样使用四周设置有泡沫板的定制的等尺寸厚壁硬纸箱包装，并 采用松软散状(小麦壳等)材料塞实土样及箱壁之间的空隙，后使用胶带密封固定，具有很 好的防振及受力缓冲效果，同时能够方便而安全的码放硬纸箱；采用人工将装有土样的密 封纸箱搬运至路况较好的公路上装车，最大限度的减少了由于路况不佳导致的土样颠簸受 损的风险。本发明采用了多种有效措施将大尺寸土样的扰动程度降至最低，保证了非饱和 结构性原状土样在取样、保护、搬运过程中保持其物理及力学性质的要求，解决了采用大尺 寸非饱和结构性原状土样进行大型室内试验的取样难题，从而使试验结果更加精确。将本 发明提供的技术方案应用于山西省吕梁市民用机场边坡稳定离心模型试验原状土样采取 工作中，取得了良好的效果，在本实施例中采用本发明的方法共取得128个非饱和原状黄 土样(土样最大尺寸53CmX49CmX 51cm)，运至北京中国水利水电科学研究院土工离心试 验室，经抽样检查，结果表明，土样无破损现象，含水量变化量仅在1%范围内。
权利要求
一种大尺寸非饱和结构性原状土样的取样方法，其特征在于包括以下步骤步骤一，在拟定的取土地点，使用人工开挖取样坑，观察设计取样土层有无植物根茎、裂缝、杂质及夹层，若有植物根茎、裂缝、杂质及夹层现象则将取土地点更换至附近位置；步骤二，在无植物根茎、无裂缝、无杂质及夹层的位置处，横向扩大工作面，将取样坑开挖成台阶形状，成形后从上层开始将台阶分割成大型土方单元，采用人工将单元整体取出，并标清土块上、下面；步骤三，按照土样设计尺寸将大型土方单元使用手板锯切割成若干个土样，使用刀具削平土样六个面后，标清土样上、下方向；步骤四，使用密目纱布包裹土样并编号标注，再使用胶带固定纱布并封口，而后使用毛刷将热熔后的液态石蜡均匀的刷在纱布上，静置至石蜡冷凝；步骤五，将土样编号，并用塑料薄膜包装，再用胶带固定塑料薄膜，装入四周设置泡沫板的等尺寸硬纸箱中，用松软散状材料将硬纸箱的空隙塞实后使用胶带密封；步骤六，采用人工将装有土样的纸箱运至路况较好的公路上，装车运至试验地点。
全文摘要
本发明公开了一种大尺寸非饱和结构性原状土样的取样方法，具体包括确定取样地点后，在设计取样土层无植物根茎、裂缝、杂质及夹层位置处，人工横向扩大工作面，将取样坑开挖成台阶形状，成形后从上层开始将台阶分割成大型土方单元，采用人工将单元整体取出，并标清上、下面；使用手板锯将大型土方单元切割成设计尺寸土样并标清上、下面，将土样用纱布包裹并用石蜡蜡封，用塑料薄膜包装后装入硬纸箱，而后用松软材料将空隙塞实后密封；将装有土样的纸箱人工搬运至路况较好的公路上装车运走。该方法能够将土样的扰动程度降至最低，保证了非饱和结构性原状土样在取样、保护、搬运过程中保持其物理及力学性质的要求，从而使试验结果更加精确。
文档编号G01N1/08GK101936823SQ20101029190
公开日2011年1月5日 申请日期2010年9月26日 优先权日2010年9月26日
发明者林 源, 梅源, 王雪艳, 胡长明, 赵浩, 魏弋锋 申请人:西安建筑科技大学