旋转启闭可拼接式取土器

：
1.本实用新型涉及岩土工程勘察领域和地质环境工程中土壤测试领域，特别是涉及旋转启闭可拼接式取土器及其取土方法。


背景技术：

2.土木工程以及地质、环境工程施工中经常需要取土，例如工程施工前对土体开展土工试验研究，水泥搅拌桩施工完成后对桩身水泥均匀性的检测，地质勘察过程中对土体基本性质的测试，环境工程中对土壤的检测等等诸多场合都涉及到取土。现有技术的软土取土装置存有的不足总结如下：
3.(1)首先，现有取土装置对土样的采集深度不精确，取样不均匀；
4.(2)一次下压基本上只能采集一个或比较有限的几个土样；
5.(3)可以一次性多个取土的装置，其取土腔的开启和封闭不能保证导致所取土样的精确度大幅降低；
6.(4)目前取土装置还存有部分结构复杂，直径较大，下压时对土层结构破坏严重等缺点。现有技术软土取土装置在外部压力作用下进入土体取样，在压入过程中，软土和取土装置之间易产生较大的相对滑移，致使取土的深度难以明确，同时，一些利用土体与取土器侧壁的作用反力对取土器舱门开合的装置很大可能造成舱门不能如期打开或封闭，进一步影响取土准确性；大多现有技术的取土器取土前腔体的开启以及完成取土后腔体的闭合，都是依据对裸露在土体表面设备的操作实现的，这种开合方式的灵敏性和准确度还有待提升，取土器取土过程经常由于这种精准度略低的启闭方式导致无法正常在目标范围取土，或者取土后不能及时封闭导致提升过程中周边土体进入取土腔，这些均会导致所取土样混合较多非目标深度处土体，带来采样精准度低、影响后期试验监测准确性等的问题。


技术实现要素：

7.为解决上述技术问题，本实用新型旋转启闭可拼接式取土器及其取土方法，包括：旋转器、取土器钻头和取土器本体，所述取土器本体顶面设有旋转器，底面设有取土器钻头，所述取土器本体包括取样内管和启闭用外管，
8.所述取样内管为中空管体，所述管体上下两端均设有取土器内管隔板，所述取样内管中部的两侧开有取样窗口，所述取样窗口的下边缘设置有弹性伸缩取土钢片，所述取样内管的外侧两端设有环形轴，所述环形轴设置于取土器内管隔板的外侧，所述取样内管下端尾部两侧设有弹性按压式螺钉，所述取样内管上端首部管体两侧对应于下端弹性按压式螺钉位置开有对应的卡口，
9.所述启闭用外管为中空无隔板管体，所述管体中心区域两侧开有与取样窗口相适应的矩形开口，所述管体上下端内侧对应于环形轴处设有环形凹槽，所述管体的上下端部做成凹凸错落的城墙垛口，所述启闭用外管无开口侧带有刻度标记。
10.进一步技术方案，所述弹性伸缩取土钢片呈不对称“八”字型，弹性伸缩取土钢片
的切削端为倒三角状。
11.进一步技术方案，所述取样内管下端尾部略窄于管身。
12.与现有技术相比，本实用新型的有益效果：本实用新型精准定位目标土体，一次下压可对多处目标深度处土体进行均匀、精确取样，取土器两侧开口、对称取样，弥补取土过程中得样率低以及取样不均匀、不具代表性等的缺陷；本实用新型取土器为内管旋转式开合取土，操作简单，对土体结构无损伤；进一步地，旋转式的开启方式能够保证取土器整体开合的精准性，不会发生土样漏取、少取等问题；在取样完成后进行旋转关闭，无周围土体流入取土管腔体内，保证目标土样的纯净度。
附图说明：
13.附图用来提供对本实用新型进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
14.附图1为旋转启闭可拼接式取土器组合结构示意图；
15.附图2为旋转启闭可拼接式取土器取土状态示意图；
16.附图3为取土钻头结构示意图；
17.附图4为顶端旋转器结构示意图；
18.附图5为旋转启闭可拼接式取土器任一节剖面结构示意图；
19.附图6为旋转启闭可拼接式取土器外管剖面结构示意图；
20.附图7为旋转启闭可拼接式取土器细节示意图；
21.附图8为旋转启闭可拼接式取土器内管俯视图；
22.其中：1-旋转器，2-取土器钻头；3-取土器外管，4-矩形开口，5-环形凹槽， 6-垛口，8-取土器内管，9-取土器内管隔板，10-弹性伸缩取土钢片，11-取样窗口，12-弹性按压螺钉，13-卡口，14-环形轴。
具体实施方式：
23.如图1-4所示，旋转启闭可拼接式取土器及其取土方法，包括：旋转器1、取土器钻头2和取土器本体，所述取土器本体顶面设有旋转器1，底面设有取土器钻头2，所述取土器本体包括可自由拼接和拆卸的取土竖管，所述取土竖管为双层可旋转式结构。所述取土竖管包括取样内管和启闭用外管。
24.所述取样内管为中空管体，所述管体上下两端均设有取土器内管隔板9，形成一个取土舱室；所述取样内管中部的两侧开有取样窗口11；所述取样窗口11 的下边缘设置有弹性伸缩取土钢片10；所述弹性伸缩取土钢片10呈不对称“八”字型，弹性伸缩取土钢片10的切削端为倒三角状，便于取土；所述取样内管的外侧两端设有环形轴14；所述环形轴14设置于取土器内管隔板9的外侧，可以在外力作用下带动整个取样内管旋转，用于取样窗口11的开合控制；所述取样内管下端尾部略窄于管身；所述取样内管下端尾部两侧设有弹性按压式螺钉12，用于取样内管上下端的固定连接；所述取样内管上端首部管体两侧对应于下端弹性按压式螺钉12位置开有对应的卡口13，用于另一节取样内管下端与该节取样内管上端衔接固定。
25.所述启闭用外管为中空无隔板管体；所述管体中心区域两侧开有与取样窗口 11
相适应的矩形开口4；所述管体上下端内侧对应于环形轴处14设有环形凹槽 5；所述环形凹槽5作为环形轴的轨道，方便所述取样内管的整体式旋转；所述管体的上下端部做成凹凸错落的城墙垛口6；所述垛口6为均匀设置，且垛口6 可无缝卡接；所述启闭用外管无开口侧带有刻度标记，便于取样深度的定位。
26.工作原理：所述取土器为可自由拼接和拆卸式结构，包括若干节双层可旋转取土竖管之间的上下端部连接组成；所述若干节双层取土竖管中内管的连接由上一节内管底端弹性按压螺钉12与下一节内管上端卡口13卡接实现；所述若干节双层取土竖管中外管的连接由上下节管体的垛口6的卡接实现。
27.所述取土器为双层旋转式结构，包括所述取样内管在外管中的旋转，所述取样内管的外侧两端设有环形轴14，所述外管上下端内侧对应于所述取样内管的环形轴14处设有环形凹槽5，所述环形凹槽5作为所述取样内管环形轴的轨道，方便所述取样内管的整体式旋转；所述取样内管的弹性伸缩取土钢片10在取土前为缩进状态，所述弹性伸缩取土钢片10较长一端收缩抵在所述外管管壁，取土时，所述弹性伸缩取土钢片12较长一端可伸缩出所述外管开口的外侧，利于土壤切削。
28.旋转启闭可拼接式取土器的取土方法，包括以下步骤：
29.第一步，首先旋转闭合所述取土窗口，利用所述内外管体的连接卡口对取土器的首节下端与钻头连接、首节上端与取土器中间节下端连接，所需取土器中间节的数量根据所取土样的最深目标深度决定，所述取土器首节与中间节结构相同，上下端部吻合；
30.第二步，利用静力触探的反力架将组合好的取土器进行下压至目标土层；
31.第三步，将旋转器与最顶端取土器连接，旋转器旋转带动取样内管移动，使取土窗口与外管开口对齐，弹性伸缩取土钢片弹出，静置半小时左右，使对应深度的土样首先通过自身流动性进入取土舱室，而后对取土器进行提升切削取土钢片所在处土体进行采集；
32.第四步，取样完成后，对取样内管进行再次旋转，使取土窗口与外管管壁对齐，使取土器处于封闭模式；
33.第五步，利用静力触探反力架将取土器从土中提出；
34.第六步，根据取土器外管刻度确定土样的准确位置；
35.第七步，对取土器进行拆卸，进行循环利用。
36.本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征等同替换所组成的技术方案。本实用新型的未尽事宜，属于本领域技术人员的公知常识。

技术特征：
1.旋转启闭可拼接式取土器，其特征在于，包括：旋转器、取土器钻头和取土器本体，所述取土器本体顶面设有旋转器，底面设有取土器钻头，所述取土器本体包括取样内管和启闭用外管，所述取样内管为中空管体，所述管体上下两端均设有取土器内管隔板，所述取样内管中部的两侧开有取样窗口，所述取样窗口的下边缘设置有弹性伸缩取土钢片，所述取样内管的外侧两端设有环形轴，所述环形轴设置于取土器内管隔板的外侧，所述取样内管下端尾部两侧设有弹性按压式螺钉，所述取样内管上端首部管体两侧对应于下端弹性按压式螺钉位置开有对应的卡口，所述启闭用外管为中空无隔板管体，所述管体中心区域两侧开有与取样窗口相适应的矩形开口，所述管体上下端内侧对应于环形轴处设有环形凹槽，所述管体的上下端部做成凹凸错落的城墙垛口，所述启闭用外管无开口侧带有刻度标记。2.根据权利要求1所述的旋转启闭可拼接式取土器，其特征在于：所述弹性伸缩取土钢片呈不对称“八”字型，弹性伸缩取土钢片的切削端为倒三角状。3.根据权利要求1所述的旋转启闭可拼接式取土器，其特征在于：所述取样内管下端尾部略窄于管身。

技术总结
本实用新型提供旋转启闭可拼接式取土器，其包括：旋转器、取土器钻头和取土器本体，所述取土器本体顶面设有旋转器，底面设有取土器钻头，所述取土器本体包括取样内管和启闭用外管。本实用新型精准定位目标土体，一次下压可对多处目标深度处土体进行均匀、精确取样，取土器两侧开口、对称取样，弥补取土过程中得样率低以及取样不均匀、不具代表性等的缺陷；本实用新型取土器为内管旋转式开合取土，操作简单，对土体结构无损伤；进一步地，旋转式的开启方式能够保证取土器整体开合的精准性，不会发生土样漏取、少取等问题；在取样完成后进行旋转关闭，无周围土体流入取土管腔体内，保证目标土样的纯净度。标土样的纯净度。标土样的纯净度。


技术研发人员：张灿虹 杨战民 刘颖
受保护的技术使用者：南京工业职业技术大学
技术研发日：2021.01.11
技术公布日：2022/3/8