本實用新型屬于巖土勘探工程領域，具體涉及一種砂性土取樣裝置。

背景技術：

隨著建筑、市政、交通等行業(yè)大型工程建設的不斷發(fā)展，勘測設計水平得到了很大提高，對采取土體試樣的要求也隨之提高。目前對于取樣土體，往往要求其保持原狀。但是土體是由固體物質、水和氣體組成的三相體系，土體結構相對較為松散，尤其對于砂性土，由于粘聚力非常小，在取樣操作、試樣封裝、貯存、運輸過程中，極易擾動破壞其原有結構體系，造成土體原狀取樣困難，甚至取樣失敗。

對于砂性土，由于其粘聚力非常小，采用普通的取樣裝置進行取樣會對土樣產生很大的擾動，所取得的土樣不能代表取樣地區(qū)土壤的原始特性。因此，有必要在此基礎上進行優(yōu)化改進。本申請?zhí)岢隽艘环N適合于砂性土取樣的原狀砂性土取樣裝置。

技術實現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術的上述不足，本實用新型提供一種對取樣砂性土擾動小，不易造成取樣砂性土松散，便于原狀砂性土取樣、封裝、運輸、轉移的原狀砂性土取樣裝置。

為了解決上述技術問題，本實用新型采用以下的技術方案：

一種原狀砂性土取樣裝置，包括冰凍管、施力器、取樣套筒、取土刃口、上封口蓋、下封口蓋，所述冰凍管圍繞所要取樣的砂性土區(qū)域形成一圈，所述取樣套筒為兩端開口結構，所述施力器的下端與取樣套筒的上端可拆卸式固接，所述取樣套筒的下端與取土刃口的上端可拆卸式固接，所述取土刃口包括向下呈削尖狀的環(huán)形刃部，取土刃口與取樣套筒相通；

所述上封口蓋與取下施力器后的取樣套筒的上端配合，所述下封口蓋與取下取土刃口后的取樣套筒的下端配合。

進一步，所述冰凍管連接冷凍液儲存箱，冷凍液儲存箱通過閥門控制冷凍液的供給。

進一步，所述冰凍管布置成方形折管連接的柵欄狀，形成一定高度的同時提高與待取樣土壤的接觸面積。

進一步，所述施力器包括用于施力的傳力把手以及固定在傳力把手下端的套環(huán)，所述套環(huán)與取樣套筒相通，套環(huán)的下端與取樣套筒的上端可拆卸式固接。

作為一種優(yōu)選，所述施力器的下端與取樣套筒的上端可拆卸式卡接，所述取樣套筒的下端與取土刃口的上端可拆卸式卡接，并使施力器、取樣套筒、取土刃口三者的內腔內徑相同，以減少進土擠壓和對土體的擾動；

具體地，所述取樣套筒的上、下端的內壁上均沿周向間隔布置有卡口，所述施力器的下端以及取土刃口的上端的外壁上分別設有與所述卡口配合的卡塊，所述取樣套筒的上端和下端的內壁上于卡口的里端分別具有臺階結構，臺階結構的厚度和施力器、取土刃口的插入部分的厚度相同，以使施力器、取樣套筒、取土刃口三者的內腔內徑相同，進而減少進土擠壓和對土體的擾動。

或者，所述取樣套筒的上端面和下端面均設有卡口，所述施力器的套環(huán)的下端面設有與取樣套筒的上端面的卡口配合的卡扣，所述取土刃口的上端面設有與取樣套筒的下端面的卡口配合的卡扣。

作為另一種優(yōu)選，所述施力器的下端與取樣套筒的上端螺紋連接，所述取樣套筒的下端與取土刃口的上端螺紋連接，并使施力器、取樣套筒、取土刃口三者的內腔內徑相同，以減少進土擠壓和對土體的擾動；

具體地，所述取樣套筒的上、下端的內壁上均設有內螺紋，所述施力器的下端以及取土刃口的上端的外壁上分別設有與所述內螺紋配合的外螺紋，所述取樣套筒的上端和下端的內壁上于內螺紋的里端分別具有臺階結構，臺階結構的厚度和施力器、取土刃口的插入部分的厚度相同，以使施力器、取樣套筒、取土刃口三者的內腔內徑相同，進而減少進土擠壓和對土體的擾動。

進一步，所述施力器包括用于施力的傳力把手以及固定在傳力把手下端的套環(huán)，所述套環(huán)與取樣套筒相通，套環(huán)的下端與取樣套筒的上端可拆卸式固接；施力器的套環(huán)、取樣套筒、取土刃口三者的內腔內徑相同。

進一步，所述取土刃口包括位于上部的圓環(huán)以及自圓環(huán)向下呈削尖狀的環(huán)形刃部，圓環(huán)以及環(huán)形刃部的內腔內徑均與所述取樣套筒的內腔內徑相同。

本實用新型的有益效果在于：冰凍管圍繞所要取樣的砂性土區(qū)域形成一圈，以將待取樣的砂性土區(qū)域冰凍，這樣取樣前可將砂性土定型，砂性土的原始結構得到保護，于是，在取樣的過程中砂性土不易造成擾動，能很好的保持砂性土的原狀性。在之后的封裝、運輸、轉移過程中同樣不易造成擾動。

附圖說明

圖1為本實用新型一種原狀砂性土取樣裝置實施例一的施力器的結構圖。

圖2為本實用新型一種原狀砂性土取樣裝置實施例一的取樣套筒的結構圖。

圖3為圖2所示取樣套筒的上端面示意圖。

圖4為本實用新型一種原狀砂性土取樣裝置實施例一的取土刃口的剖視圖。

圖5為本實用新型一種原狀砂性土取樣裝置實施例一的取土刃口的立體圖。

圖6為本實用新型一種原狀砂性土取樣裝置實施例一的冰凍管結構圖。

圖7為本實用新型一種原狀砂性土取樣裝置實施例一的使用狀態(tài)圖。

圖8為實施例二的取樣套筒的下端面與取土刃口的上端面的配合圖。

圖9為實施例二的取樣套筒縱剖后的內部結構圖。

圖10為實施例二的取土刃口的結構圖。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施方式，對本實用新型作進一步詳細說明，應當理解，此處描述的實施方式僅用于具體闡述本實用新型，并不構成對本實用新型的限制。

實施例一

如圖1-6所示，一種原狀砂性土取樣裝置，包括冰凍管1、施力器2、取樣套筒3、取土刃口4、上封口蓋、下封口蓋，圖中上、下封口蓋未示出，所述冰凍管1圍繞所要取樣的砂性土區(qū)域形成一圈，所述取樣套筒3為兩端開口結構，所述施力器2的下端與取樣套筒3的上端可拆卸式卡接，所述取樣套筒3的下端與取土刃口4的上端可拆卸式卡接，所述取土刃口4包括位于上部的圓環(huán)41以及自圓環(huán)41向下呈削尖狀的環(huán)形刃部42，取土刃口4與取樣套筒3相通；

所述上封口蓋與取下施力器2后的取樣套筒3的上端配合，所述下封口蓋與取下取土刃口4后的取樣套筒3的下端配合。

所述冰凍管1連接冷凍液儲存箱5，冷凍液儲存箱5通過閥門控制冷凍液的供給。本實施例中，如圖6所示，所述冰凍管1布置成方形折管連接的柵欄狀，形成一定高度的同時提高與待取樣土壤的接觸面積。

所述施力器2包括傳力把手21和套環(huán)22，傳力把手21呈對稱狀分布在套環(huán)22的兩側，左側的傳力把手21呈“”狀，其水平桿211作為施力部，其豎直桿212的下端與套環(huán)22固定連接，套環(huán)22的上端封閉，套環(huán)22的內腔與取樣套筒相通，取土時土樣頂面達到套環(huán)22的頂面的高度，套環(huán)22的下端與取樣套筒3的上端可拆卸式卡接。

本實施例中，如圖2、圖3所示，取樣套筒3的上端面和下端面均等間隔設有卡口31，施力器2的套環(huán)12的下端面設有與取樣套筒3的上端面的卡口31配合的卡扣，取土刃口4的上端面設有與取樣套筒3的下端面的卡口31配合的卡扣，以形成可拆卸式卡接關系?？?1和卡扣也可以互換位置。

同時，使所述施力器2的套環(huán)22、取樣套筒3、取土刃口4三者的內腔內徑相同，取土刃口4的圓環(huán)41和環(huán)形刃部42的內腔內徑相同，以減少進土擠壓和對土體的擾動。

本實施例中具體尺寸如下：

施力把手2的套環(huán)22的內徑60mm，外徑72mm，厚度6mm，高30mm。

取樣套筒3的內徑60mm，外徑72mm，高120mm。

取土刃口4的內徑60mm，外徑72mm，高50mm，其圓環(huán)41高20mm，從圓環(huán)41下端開始削設環(huán)形刃部42。

使用時，將冰凍管1埋入待處理的地層內，將冰凍管1圍繞所要取樣的砂性土區(qū)域形成一圈，以將待取樣的砂性土和砂性土內的孔隙水冰凍，這樣取樣前可將砂性土定型，砂性土的原始結構得到保護，于是，在取樣的過程中砂性土不易造成擾動，能很好的保持砂性土的原狀性。在之后的封裝、運輸、轉移過程中同樣不易造成擾動。

上述原狀砂性土取樣裝置所采用的取樣方法，具體包括以下步驟：

（1）將施力器2、取樣套筒3、取土刃口4組裝在一起，本實施例中，施力器2、取樣套筒3、取土刃口4之間可拆卸式卡接；

（2）對于要取樣的砂性土，先使用鐵鍬清理掉其上方覆蓋的土層，清理面積要大于所要取樣的面積，砂性土上方覆蓋的土層根據(jù)地質不同而有所不同；

（3）將所要取樣的砂性土區(qū)域進行冰凍處理，待砂性土達到冰凍后，便將該區(qū)域內的砂性土凝固在一起，以達到“定形”的功能，這樣在后續(xù)取樣過程中可避免砂性土受擾動而變形，能很好的保持土樣的原狀性；

（4）冰凍實施后，注意保護好所要取樣的區(qū)域的周圍土體，以盡量減小其對所取樣的區(qū)域的砂性土產生干擾；

（5）在待取樣區(qū)域達到冰凍要求后，將組裝好的砂性土取樣裝置的取土刃口4置于所要取樣的區(qū)域，操作人員通過施力器2施力，緩慢地將砂性土取樣裝置壓入土層中，直到土樣填滿整個取樣裝置，即土樣頂面達到與砂性土取樣裝置頂面同樣的高度；圖7所示的使用狀態(tài)圖尚未完全伸入土體內,標號6的部分為挖去覆蓋土層的砂性土表層；

（6）使用鏟刀清除砂性土取樣裝置周圍的土體，清除深度大于或等于取樣裝置的總深度，使得砂性土取樣裝置周圍形成環(huán)形的空槽；

（7）輕輕地左右晃動砂性土取樣裝置，砂性土取樣裝置底端的砂性土較容易被破壞從而與砂性土取樣裝置脫離，此時便可將砂性土取樣裝置從土體內取出；

（8）拆下施力器，使用鏟刀鏟除取樣套筒3頂端多余的土體，該多余的土體原來位于施力器2內，然后在取樣套筒3的頂端安裝上封口蓋；

（9）拆下取土刃口4，使用鏟刀鏟除取樣套筒3底端多余的土體，該多余的土體原來位于取土刃口4內，然后在取樣套筒3的底端安裝下封口蓋，整個取樣過程完成；

（10）將取樣套筒3的外表面清理干凈。

之后，所取得的土樣即可進行運輸、轉移，以用于土質試驗之中。

在步驟（3）中，冰凍處理的方法為，將冰凍管1埋入待處理的地層內，并將冰凍管1圍繞所要取樣的砂性土區(qū)域圍繞成一圈，在冰凍管1中輸入冷凍液，以此將冰凍管所圍繞的砂性土區(qū)域冰凍成型。

實施例二

如圖8-10所示，本實施例與實施例一的不同之處在于：所述施力器2的下端與取樣套筒3的上端可拆卸式卡接，所述取樣套筒3的下端與取土刃口4的上端可拆卸式卡接；

具體地，所述取樣套筒3的上、下端的內壁上均沿周向間隔布置有卡口31，所述施力器2的下端以及取土刃口4的上端的外壁上分別設有與所述卡口31配合的卡塊7，所述取樣套筒2的上端和下端的內壁上于卡口31的里端分別具有臺階結構8，臺階結構8的厚度和施力器2、取土刃口4的插入部分的厚度相同，以使施力器2、取樣套筒3、取土刃口4三者的內腔內徑相同，進而減少進土擠壓和對土體的擾動。

臺階結構8還可對施力器2和取土刃口4伸入的卡塊7形成擋面。

實施例三

本實施例與實施例二的不同之處在于：所述施力器2的下端與取樣套筒3的上端螺紋連接，所述取樣套筒3的下端與取土刃口4的上端螺紋連接；

具體地，所述取樣套筒3的上、下端的內壁上均設有內螺紋，所述施力器2的下端以及取土刃口4的上端的外壁上分別設有與所述內螺紋配合的外螺紋，所述取樣套筒3的上端和下端的內壁上于內螺紋的里端分別具有臺階結構，臺階結構的厚度和施力器2、取土刃口4的插入部分的厚度相同，以使施力器2、取樣套筒3、取土刃口4三者的內腔內徑相同，進而減少進土擠壓和對土體的擾動。

總之，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。