一種柱狀沉積物原狀樣推出裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種柱狀沉積物原狀樣推出裝置及方法，用于將沉積物原狀樣品從取樣管中推出，并最大程度的保持土體的原狀特征，以便進(jìn)行后續(xù)的沉積物分析試驗(yàn)或巖土工程性質(zhì)分析試驗(yàn)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，幾乎所有的巖土工程勘察、沉積環(huán)境研究等均需通過現(xiàn)場(chǎng)鉆孔以獲取不同深度的柱狀沉積物原狀樣品，通過對(duì)其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室測(cè)試、數(shù)據(jù)分析處理等步驟獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，為工程的設(shè)計(jì)、施工和其他科學(xué)研究提供數(shù)據(jù)支撐。因此，取樣及推樣過程中對(duì)原狀土體的擾動(dòng)程度直接決定著試驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性。
[0003]對(duì)于將柱狀沉積物原狀樣品從取樣管中推出，目前國(guó)內(nèi)普遍采用的是人工推土、傳統(tǒng)臥式推土器推土和直立式推土器推土，而這幾種方法均存在一定的不足:
[0004]人工推土法操作時(shí)不好控制，人為因素干擾大，且勞動(dòng)強(qiáng)度大，遇到密實(shí)的土體甚至無法將其從取樣管中推出。
[0005]傳統(tǒng)簡(jiǎn)易臥式推土器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，主要由機(jī)械推出裝置構(gòu)成，其速度不可調(diào)節(jié)，只適用于一定長(zhǎng)度范圍內(nèi)的固定直徑的取樣管；樣品推出后需要人工手動(dòng)接扶，易變形；使用過程中土體易附著在推土桿上，增大阻力影響推土桿旋進(jìn)；無保護(hù)裝置，電機(jī)易過載燒損；對(duì)于含水率較高或長(zhǎng)度較大的土樣在推出過程中容易發(fā)生形變，從而導(dǎo)致原狀土發(fā)生擾動(dòng)。
[0006]現(xiàn)有的直立式推土器將原狀土試樣在豎直方向上推出，推出一段切削一段，該方法適宜于中密或密實(shí)的無粘性土和硬塑狀粘性土，對(duì)于疏松的無粘性土以及軟塑和流塑狀粘性土不適宜，土樣會(huì)在垂直推出過程中在自身重力作用下形變擾動(dòng)，對(duì)于海洋環(huán)境下飽水的淺表層未固結(jié)沉積物更是不能使用。同時(shí)推出一段切削一段的方式，不利于保持柱狀沉積物樣品的整體特征，給沉積環(huán)境方面的研究帶來不便。
[0007]綜上所述，現(xiàn)有推土器和推土方法均會(huì)對(duì)原狀土產(chǎn)生不同程度的擾動(dòng)，從而對(duì)土樣的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試分析數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響，不能正確反映土體的物理力學(xué)性質(zhì)或沉積環(huán)境演變特征。因此，提出一種操作方便、人為因素影響小、適用于各類沉積物原狀樣品、對(duì)柱狀沉積物樣品擾動(dòng)小的新型柱狀沉積物原狀樣推出裝置，是亟待解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種新型的柱狀沉積物原狀樣推出裝置，以彌補(bǔ)現(xiàn)有推土器在技術(shù)上的不足。
[0009]—種柱狀沉積物原狀樣推出裝置，其特征在于該裝置包括底座，該底座前端設(shè)有取樣管反力圈，底座的中部設(shè)有半管托樣臺(tái)支撐座與取樣管固定座，且半管托樣臺(tái)支撐座位于取樣管固定座前側(cè)，底座后部設(shè)有推土桿固定座，且所述的取樣管反力圈、半管托樣臺(tái)支撐座、取樣管固定座與底座之間均為可拆卸結(jié)構(gòu)；所述推土桿固定座用于支撐推土桿，推土桿沿底座的長(zhǎng)度方向設(shè)置且前端設(shè)有推土盤，底座后端還設(shè)有推土桿電機(jī)、模式選擇按鈕、速度調(diào)節(jié)旋鈕、設(shè)備啟動(dòng)開關(guān)，有保護(hù)開關(guān)設(shè)置在推土桿固定座的前側(cè)，底座前端靠近取樣管反力圈的位置還設(shè)有半管托樣臺(tái)電機(jī)，其中半管托樣臺(tái)電機(jī)與模式選擇按鈕串聯(lián)，然后與推土桿電機(jī)并聯(lián)，上述相互并聯(lián)后的半管托樣臺(tái)電機(jī)、模式選擇按鈕與推土桿電機(jī)，再與速度調(diào)節(jié)旋鈕、設(shè)備啟動(dòng)開關(guān)、保護(hù)開關(guān)串聯(lián)；所述取樣管反力圈設(shè)有一直徑等于取樣管內(nèi)徑的穿孔，在穿孔的周圍設(shè)有取樣管卡槽，在取樣管卡槽下半部外圓周設(shè)有一半圓弧形槽口，該槽口的兩側(cè)各設(shè)有一排滑珠，并有半管托樣臺(tái)一端穿過取樣管反力圈的槽口、另一端由半管托樣臺(tái)支撐座支撐，所述的半管托樣臺(tái)由半管托樣臺(tái)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
[0010]所述底座包括多個(gè)中空的長(zhǎng)方管、且各個(gè)長(zhǎng)方管之間為插拔式結(jié)構(gòu)，每個(gè)長(zhǎng)方管的側(cè)面均設(shè)有多個(gè)固定孔，并有多個(gè)固定栓，固定栓穿過不同固定孔使底座長(zhǎng)度固定。
[0011]所述推土桿固定座的前端設(shè)有清潔裝置，后端設(shè)有涂油裝置。
[0012]所述推土桿為多個(gè)相互首尾相連的短桿組成，以根據(jù)底座和柱狀沉積物樣品的長(zhǎng)度進(jìn)行連接。
[0013]所述取樣管反力圈包括穿孔直徑為6.5cm、7.2cm、8.6cm、9.4cm、10cm、Ilcm的取樣管反力圈。
[0014]所述半管托樣臺(tái)支撐座上端設(shè)有一直徑等于取樣管直徑的半圓形凹槽，在半圓形凹槽下部外圓周設(shè)有一半圓弧形槽口，該槽口的兩側(cè)各設(shè)有一排滑珠。
[0015]利用上述裝置將柱狀沉積物原狀樣推出的方法，其特征在于包括以下步驟:
[0016]1、將裝置放在平整的地面上，根據(jù)取樣管的直徑選擇合適的取樣管反力圈和固定座，并將取樣管反力圈和固定座固定于底座上；同時(shí)根據(jù)取樣管的直徑選擇推土盤和合適長(zhǎng)度的推土桿，并將推土盤和推土桿進(jìn)行組裝；
[0017]2、將沉積物取樣管上端卡在取樣管反力圈上，下端用固定座進(jìn)行固定；
[0018]3、通過模式選擇按鈕對(duì)半管托樣臺(tái)的移動(dòng)模式進(jìn)行選擇，通過速度調(diào)節(jié)旋鈕對(duì)樣品的推出速度進(jìn)行設(shè)定，推樣速度在0.1?1.0m/min之間，設(shè)定完成后，通過設(shè)備啟動(dòng)開關(guān)控制設(shè)備的運(yùn)行；
[0019]4、樣品完全推出后，將半管托樣臺(tái)連同推出的原狀樣品移走，以進(jìn)行分樣和進(jìn)一步的試驗(yàn)分析；
[0020]5、通過設(shè)備啟動(dòng)開關(guān)使推土桿和推土盤后退；
[0021]6、卸下取樣管，進(jìn)行下一個(gè)柱狀沉積物原狀樣品的推出操作或者結(jié)束此次操作。
[0022]本發(fā)明利用了固定裝置、推土裝置和電動(dòng)裝置，配合底座部分和清潔保養(yǎng)裝置，組成了新型柱狀沉積物原狀樣推出裝置，從而可以方便快捷的將柱狀沉積物原狀樣從取樣管中推出，且盡可能的保持了土體原來的沉積特征。
[0023]顯然，本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理，操作方便，便于加工制作，適用于各類沉積物原狀樣品。配套有不同尺寸的相關(guān)部件，適用于不同直徑、長(zhǎng)度的取樣管。半管托樣臺(tái)移動(dòng)速度可與推土桿速度一致，也可與樣品的推出速度一致，根據(jù)柱狀樣品特征可以采取不同的推土速度和推土模式將取樣管中的原狀土樣推出，從而最大程度的減小推樣過程對(duì)原狀樣品的擾動(dòng)。與直立式推土器相比，本發(fā)明適用于各類沉積物原狀樣品，包括疏松的無粘性土以及軟塑和流塑狀粘性土，對(duì)于海洋環(huán)境下飽水的淺表層未固結(jié)沉積物同樣適用。本發(fā)明使用時(shí)可控性強(qiáng)、操作方便、人為影響小，可以方便的將取樣管中的柱狀沉積物原狀樣推出；同時(shí)配備了自動(dòng)保護(hù)和清潔保養(yǎng)裝置，消除安全隱患的同時(shí)，可以方便、快捷的進(jìn)行設(shè)備清潔和保養(yǎng)。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖(側(cè)視圖)。
[0025]圖2是圖1的俯視圖。
[0026]圖3是本發(fā)明的取樣管反力圈的正視圖。
[0027]圖4是本發(fā)明的半管托樣臺(tái)支撐座的正視圖。
[0028]其中，1、底座，2、固定孔，3、固定栓，4、取樣管反力圈，5、取樣管固定座，6、推土桿固定座，7、半管托樣臺(tái)電機(jī)，8、推土桿電機(jī)，9、模式選擇按鈕，10、速度調(diào)節(jié)旋鈕，11、設(shè)備啟動(dòng)開關(guān)，12、保護(hù)開關(guān)，13、推土桿，14、推土盤，15、半管托樣臺(tái)，16、清潔裝置，17、涂油裝置，18、取樣管，19、滑珠，20、取樣管卡槽，21、半管托樣臺(tái)支撐座。
【具體實(shí)施方式】
[0029]如圖1、2所示，本發(fā)明包括底座、固定裝置、電動(dòng)裝置、推土裝置及保養(yǎng)裝置。底座部分包括一個(gè)可以調(diào)節(jié)長(zhǎng)度的底座1、固定孔2及固定栓3 ;固定裝置部分包括取樣管反力圈4、取樣