[發明專利]一種洞室內軟弱巖帶取樣裝置及取樣方法

在審

• 申請號: 202011125413.4
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112031762A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 張旭;馬金根;王能峰;李青春
• 申請（專利權）人: 中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: E21B49/02
• 分類號: E21B49/02
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 余翔

本發明公開了一種洞室內軟弱巖帶取樣裝置及取樣方法，所述洞室內軟弱巖帶取樣裝置包括水平布置在洞室內的支撐桿，支撐桿的一端與洞室的內壁相連，另一端依次通過動力機構和中空的圓柱形取樣管與洞室內壁相連；所述動力機構包括水平方向上間隔一定距離布置的第一支座和第二支座，第一支座和第二支座之間豎向布置有螺桿；本發明的動力機構采用機械千斤頂的原理讓取樣管緩慢的插入到洞室內的土體中，避免取樣管擾動破壞土體，盡可能的保證原狀土的完整性，便于后序試驗，減小試驗誤差；同時本發明降低了勞動強度、提高了取樣效率、減小了安全隱患，且本裝置簡單、拆裝方便，省時省力。

技術領域

本發明涉及巖土勘探工程技術領域，尤其是一種洞室內軟弱巖帶取樣裝置及取樣方法。

背景技術

隨著建筑、市政、交通等行業大型工程建設的加快，勘測設計水平得到了快速發展，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。但是土體是巖石經過風化作用以及剝蝕、搬運、沉積作用等復雜自然環境所生成的各類沉積物，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，在取樣操作、試樣封裝、貯存、運輸過程中，易擾動破壞其原有結構體系，造成原狀土取樣困難，甚至取樣失敗。

軟弱巖帶指強度和彈模特別低的基巖，有的巖性尚堅硬，但由于風化影響或裂隙節理密集而成為軟弱巖層，有的則由于巖性本身軟弱而成。目前對于洞室內軟弱巖帶的取樣方式較為復雜，具體為：操作人員下放到洞室內預定的取樣位置；操作人員一只手握住取樣管并對準洞室內壁，另一只手使用鐵錘敲擊取樣管，使取樣管伸入到洞室內的土體中；待取樣完畢后收回取樣管，撤離洞室。上述方式存在以下不足：一、采用錘擊方法容易出現取樣管傾斜、偏移，并且在錘擊過程中，極易造成土體震動，破壞土體原有結構體系，導致原狀土體取樣失敗；二、人工錘擊過程操作勞動強度大、效率低。

綜上，現有的洞室原狀土取樣裝置都存在著一定的技術缺陷。在取樣操作過程中，對取樣的原狀土體會產生極大的擾動破壞，同時操作流程較為復雜、勞動強度大、取樣效率低、取樣成功率較低。

發明內容

針對上述洞室原狀土取樣裝置操作流程復雜、取樣效率低、對土體擾動破壞大和取樣成功率低的技術問題，本發明提供一種結構簡單、對土體擾動小、自動化程度高的洞室內軟弱巖帶取樣裝置及取樣方法。

本發明所采用的技術方案是：一種洞室內軟弱巖帶取樣裝置，包括水平布置在洞室內的支撐桿，支撐桿的一端與洞室的內壁相連，另一端依次通過動力機構和中空的圓柱形取樣管與洞室內壁相連；所述動力機構包括水平方向上間隔一定距離布置的第一支座和第二支座，第一支座和第二支座之間豎向布置有螺桿；螺桿的底部設置有與螺桿固定連接的連接座，連接座的端部連接手柄；螺桿上設置有與螺桿的螺紋匹配的螺紋套；第一支座與支撐桿固定連接，第一支座上鉸接有兩個第一支撐架，兩個第一支撐架分別與螺紋套和連接座鉸接；第二支座上鉸接有兩個第二支撐架，兩個第二支撐架分別與螺紋套和連接座鉸接；取樣管與第二支座相連，手柄可驅動取樣管在水平方向上軸向移動。取樣時，在預定的取樣位置，通過動力機構驅動取樣管伸入到洞室的土體內進行取樣。本發明的動力機構采用機械千斤頂的原理讓取樣管緩慢的插入到洞室內的土體中，避免取樣管擾動破壞土體，盡可能的保證原狀土的完整性，便于后序試驗，減小試驗誤差；同時本發明降低了勞動強度、提高了取樣效率、減小了安全隱患，且本裝置簡單、拆裝方便，省時省力。

進一步的是，第二支座上設置有連接筒，第二支座通過連接筒與取樣管相連；連接筒上設置有透明的觀察窗。連接筒作為連接件，便于第二支座與取樣管連接；同時，連接筒上的觀察窗也便于操作人員實時觀察取樣管內的土體情況。

進一步的是，所述取樣管與連接筒可拆卸連接。

進一步的是，取樣管與連接筒螺紋連接，可將取樣管從連接筒上拆卸下來，便于后序的封裝和運輸；螺栓連接的方式具有結構簡單、拆裝方便快速的特點。