專利名稱：可取土樣的環(huán)境孔壓靜力觸探探頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及ー種可取土樣的環(huán)境孔壓靜力觸探探頭，屬于巖土工程和環(huán)境エ程領(lǐng)域中ー種能夠采集污染地層中地下土樣的靜力觸探裝置。
技術(shù)背景 靜カ觸探技術(shù)是指利用壓カ裝置將帶有觸探頭的觸探桿壓入試驗土層，通過量測系統(tǒng)測試土的錐尖阻力、側(cè)壁摩阻力等，可確定土的某些基本物理力學(xué)特性，如土的變形模量、土的容許承載カ等。靜カ觸探技術(shù)至今已有80多年的歷史。國際上廣泛應(yīng)用靜カ觸探，部分或全部代替了工程勘察中的鉆探和取樣。我國于1965年首先研制成功電測式靜カ觸探并應(yīng)用于勘察。近幾年隨著傳感器技術(shù)的快速發(fā)展，出現(xiàn)了很多新的靜カ觸探技術(shù)，這些技術(shù)能夠快速、準(zhǔn)確地獲得土層的孔隙水壓力、地震波、污染物性狀、溫度、甚至影像。國外已將之大量應(yīng)用于環(huán)境巖土工程領(lǐng)域。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市化和エ業(yè)化進(jìn)程的加快，土壤污染越來越嚴(yán)重，我們賴以生存的巖土圈環(huán)境日益惡化，環(huán)境巖土工程問題已成為我國巖土工程和環(huán)境工程工作者重要的研究課題。從20世紀(jì)80年代中期開始，在國外的靜カ觸探技術(shù)中，可用于樣品采集的多功能探頭已經(jīng)有了很大的發(fā)展，隨著環(huán)境巖土工程的發(fā)展，國際不少機(jī)構(gòu)研制開發(fā)了用于CPT的新型傳感器，進(jìn)ー步加強(qiáng)了 CPT技術(shù)在污染場地評價與環(huán)境巖土工程領(lǐng)域中的應(yīng)用，促進(jìn)了 CPT向多功能、多領(lǐng)域方向的發(fā)展。我國在新型靜カ觸探傳感器的研究起步比較晩，目前國內(nèi)廣泛使用的單雙橋靜カ觸探根本不具有取樣的功能，因此在需要由室內(nèi)試驗確定相關(guān)參數(shù)的巖土工程與環(huán)境工程課題中，傳統(tǒng)的靜カ觸探技術(shù)不能滿足此要求。因此，發(fā)展可取土樣的多功能環(huán)境孔壓靜カ觸探探頭是非常有意義的。
發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問題本實用新型要解決的技術(shù)問題是針對國內(nèi)現(xiàn)有單雙橋靜探技術(shù)存在的缺陷，提出ー種可用于環(huán)境領(lǐng)域的可取土樣的環(huán)境孔壓靜力觸探探頭。技術(shù)方案本實用新型的可取土樣的環(huán)境孔壓靜力觸探探頭主要部位為探桿，探桿的頂部為推動桿，推動桿下為連接桿，在連接桿外面套有空心圓柱形取樣管，在空心圓柱形取樣管的頂部設(shè)定有圓錐臺形凹槽，圓錐臺形凹槽內(nèi)部裝有球形鎖，在圓錐臺形凹槽的下部為圓柱形取樣空間，其內(nèi)壁設(shè)有尼龍?zhí)坠?，在連接桿下部設(shè)定有限位槽，限位槽的下面設(shè)有三分量地震檢波器，在三分量地震檢波器的下方為測斜儀，側(cè)壁摩擦筒位于測斜儀的下方，在側(cè)壁摩擦筒的中部設(shè)有溫度傳感器，在側(cè)壁摩擦筒的下方連接有圓錐探頭，孔壓過濾環(huán)位于側(cè)壁摩擦筒與圓錐探頭的連接處。所述的圓錐探頭的錐角為60°，錐底截面積為10 cm2，側(cè)壁摩擦筒表面積150
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cm ο所述的空心圓柱形取樣管內(nèi)徑為36mm,外徑為50mm,長度100cm,底部設(shè)有切割嘴。[0007]所述的空心圓柱形取樣管的頂部空心梯形凹槽上底面長度為15mm，下底面長度為7mm,高為 20mmo。所述的球形鎖直徑為10mm。所述的限位槽,其上底面為7mm,下底面為15mm,高度為7mm。提取土樣的具體操作步驟為I.將探頭貫入到指定的深度，然后停止貫入；2.將探桿I上提收回，使連接桿I. 2下部的限位槽I. 3與空心圓柱形取樣管2頂部的凹槽相對，球形鎖嵌入兩凹槽之間，使得探桿I不能單獨(dú)貫入；3.繼續(xù)往下貫入探頭，使土樣進(jìn)入空心取樣管2內(nèi)，得到土樣后停止貫入；4.將取樣裝置取回地表，拆除探頭裝置，并將土樣取出密封保存，然后清洗設(shè)備；
5.取樣結(jié)束，并可重復(fù)上述過程進(jìn)行另ー深度的取樣。有益效果本實用新型解決了國內(nèi)現(xiàn)有的單雙橋靜探技術(shù)不能取土樣的缺陷，能在最大貫入深度內(nèi)的指定深度取出土樣，取出的土樣能保持原狀土的物理性質(zhì)，并且避免人直接接觸土樣。

圖I是本實用新型的元件裝置圖；其中有推動桿I. I、連接桿I. 2、限位槽I. 3、空心圓柱形取樣管2、球形鎖3、尼龍?zhí)坠?、三分量地震檢波器5、測斜儀6、側(cè)壁摩擦筒7、溫度傳感器8、孔壓過濾環(huán)9、圓錐探頭10。
具體實施方式
本實用新型的可取土樣的環(huán)境孔壓靜力觸探探頭包括探桿I (包括推動桿I. I、連接桿I. 2、限位槽I. 3)、空心圓柱形取樣管2、球形鎖3、尼龍?zhí)坠?、三分量地震檢波器5、測斜儀6、側(cè)壁摩擦筒7、溫度傳感器8、孔壓過濾環(huán)9、圓錐探頭10。該探頭主要部位為探桿，探桿的頂部為推動桿I. 1，推動桿I. I下為連接桿I. 2，在連接桿I. 2外面套有空心圓柱形取樣管2，在空心圓柱形取樣管2的頂部設(shè)定有圓錐臺形凹槽，圓錐臺形凹槽內(nèi)部裝有球形鎖3，在圓錐臺形凹槽的下部為圓柱形取樣空間，其內(nèi)壁設(shè)有尼龍?zhí)坠?，在連接桿I. 2下部設(shè)定有限位槽I. 3，限位槽I. 3的下面設(shè)有三分量地震檢波器5，在三分量地震檢波器5的下方為測斜儀6，側(cè)壁摩擦筒7位于測斜儀6的下方，在側(cè)壁摩擦筒7的中部設(shè)有溫度傳感器8，在側(cè)壁摩擦筒7的下方連接有圓錐探頭10，孔壓過濾環(huán)9位于側(cè)壁摩擦筒7與圓錐探頭10的連接處。該探頭集成了常規(guī)靜カ觸探、地震波靜カ觸探的功能(可測端阻、摩阻、傾斜、孔壓和地震波)及取地下土樣的功能，進(jìn)ー步發(fā)展了多功能CPTU技術(shù)的內(nèi)容。提取土樣的具體操作步驟為I.將探頭貫入到指定的深度，然后停止貫入；2.將探桿上提收回，使連接桿I. 2下部的限位槽I. 3與空心圓柱形取樣管2頂部的凹槽相對，球形鎖嵌入兩凹槽之間，使得探桿不能單獨(dú)貫入；3.繼續(xù)往下貫入探頭，使土樣進(jìn)入空心取樣管2內(nèi)，得到土樣后停止貫入；[0026]4.將取樣裝置取回地表，拆除探頭裝置，并將土樣取出密封保存，然后清洗設(shè)備； 5.取樣結(jié)束，并可重復(fù)上述過程進(jìn)行另ー深度的取樣。
權(quán)利要求1.一種可取土樣的環(huán)境孔壓靜力觸探探頭，其特征在于該探頭中，探桿的上部為推動桿(I. 1)，下部為連接桿(1.2);在連接桿(1.2)外面套有空心圓柱形取樣管(2)，在空心圓柱形取樣管(2)的頂部設(shè)定有圓錐臺形凹槽，圓錐臺形凹槽內(nèi)部裝有球形鎖(3)，在圓錐臺形凹槽的下部為圓柱形取樣空間，圓柱形取樣空間內(nèi)壁設(shè)有尼龍?zhí)坠?4)，在連接桿(I. 2)下部設(shè)定有限位槽(I. 3)，限位槽(I. 3)的下面設(shè)有三分量地震檢波器(5)，在三分量地震檢波器(5)的下方為測斜儀(6)，側(cè)壁摩擦筒(7)位于測斜儀(6)的下方，在側(cè)壁摩擦筒(7)的中部設(shè)有溫度傳感器(8)，在側(cè)壁摩擦筒(7)的下方連接有圓錐探頭(10)，孔壓過濾環(huán)(9)位于側(cè)壁摩擦筒(7)與圓錐探頭(10)的連接處。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可取土樣的環(huán)境孔壓靜力觸探探頭，其特征在于圓錐探頭(10)的錐角為60°，錐底截面積為10cm2，側(cè)壁摩擦筒(7)表面積150 cm2。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可取土樣的環(huán)境孔壓靜力觸探探頭，其特征在于空心圓柱形取樣管(2)的內(nèi)徑為36mm，外徑為50mm，長度IOOcm，其底部設(shè)有切割嘴。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可取土樣的環(huán)境孔壓靜力觸探探頭，其特征在于空心圓柱形取樣管(2)的頂部圓錐臺形凹槽上底面長度為15mm,下底面長度為7mm,高為20mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可取土樣的環(huán)境孔壓靜力觸探探頭，其特征在于球形鎖(3)直徑為10mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的可取土樣的環(huán)境孔壓靜力觸探探頭，其特征在于連接桿(I. 2)下部的限位槽(I. 3)的外圓寬度為15mm ,內(nèi)圓寬度為7mm,槽深為7mm。
專利摘要本實用新型公布了一種可取土樣的環(huán)境孔壓靜力觸探探頭，該探頭以探桿(1)為主體，探桿(1)的頂部為推動桿(1.1)，推動桿下為連接桿(1.2)，在連接桿外面套有空心圓柱形取樣管(2)，在空心圓柱形取樣管的頂部設(shè)定有圓錐臺形凹槽，圓錐臺形凹槽內(nèi)部裝有球形鎖(3)，在圓錐臺形凹槽的下部為圓柱形取樣空間，其內(nèi)壁設(shè)有尼龍?zhí)坠?4)，在連接桿(1.2)下部設(shè)定有限位槽(1.3)，限位槽(1.3)的下面設(shè)有三分量地震檢波器(5)，在三分量地震檢波器(5)的下方為測斜儀(6)，側(cè)壁摩擦筒(7)位于測斜儀(6)的下方，在側(cè)壁摩擦筒(7)的中部設(shè)有溫度傳感器(8)，在側(cè)壁摩擦筒(7)的下方連接有圓錐探頭(10)，孔壓過濾環(huán)(9)位于側(cè)壁摩擦筒(7)與圓錐探頭(10)的連接處。
文檔編號E02D1/04GK202390824SQ201120518488
公開日2012年8月22日 申請日期2011年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月13日
發(fā)明者劉松玉, 蔡國軍, 鄒海峰 申請人:東南大學(xué)