[发明专利]直接用于原状土试样动力特性试验取土器

说明书

本发明涉及直接用于原状土试样动力特性试验取土器，有效解决现有取土器采集的砂土I级原状试样在实验室内加工制备时的困难和容易扰动砂土样品原状结构的问题，上外筒和下外筒旋装，下外筒两侧有滑槽，上外筒下部内的弹簧压在下外筒内的内筒顶部，内筒顶部有侧耳，侧耳下方在内筒两侧有软管孔，内筒旋装在废土管上；废土管与取土管连接，取土管和管靴的上端连接；本发明结构简洁，装卸方便，是在钻孔中采集用于土动力特性试验的砂土I级原状试样的较理想工具之一。

技术领域

本发明涉及取土器技术领域，特别是一种直接用于原状土试样动力特性试验取土器。

背景技术

土的动力特性试验是获得土的动强度、动变形和动孔压特性、振动液化特性以及动应力—动应变关系的主要手段，对建构筑物抗震设计与研究具有重要意义。室内土动力特性试验主要有动三轴试验、共振柱试验等，土试样一般为圆柱状，试样直径为50mm、39.1mm等，试样高度为直径的2—2.5倍。对原状土试样的制备要求土样品质量等级为级的原状试样。对砂土的动力特性试验而言，目前工程上常常用砂土重塑试样动力特性试验来近似砂土原状试样动力特性试验，由于重塑试样破坏了砂土的原状结构，其试验结果并不能够完全代表砂土原状试样动力特性。目前，难以普遍开展砂土原状试样动力特性试验工作的原因之一是传统取土器在钻孔中采集满足砂土原状试样动力特性试验要求的砂土I级原状试样存在困难。

基于砂土原状试样动力特性试验对砂土I级原状试样的要求，传统取土器存在以下不足之处：（1）目前能够在钻孔中采集砂土I级原状样品的取土器有薄壁取土器和回转取土器等,传统取土器（参见《建筑工程地质勘探与取样技术规程（JGJ/T87-2012）》），它们采集的砂土样品尺寸比用于土动力特性试验的砂土试样尺寸大，需要在实验室对砂土样品进行切削等加工来制备试样；然而，由于砂土样品稳定性极差，在切削等试样加工制备过程中极易扰动砂土样品原状结构，甚至使砂土样品坍塌损坏，显然，在实验室内通过切削由上述传统取土器采集的砂土原状样品来制备砂土I级原状试样是困难的；（2）如果将上述传统的薄壁取土器或回转取土器的尺寸（直径）简单地缩小到与土动力特性试验土试验尺寸（直径）相一致，则传统取土器内部空间也变得狭小，传统的球阀式、活阀式等取土器上部封闭装置尺寸也变得狭小，在取土器下压取土时，取土器内部泥渣排泄不畅，这时就存在泥渣挤压和扰动取土器内土试样的问题；（3）若将上述传统取土器的尺寸（直径）简单地缩小到与土动力特性试验土试验尺寸（直径）相一致，还存在的问题是：对无内衬取土器（例如薄壁取土器、单动二重管取土器、双动二重管取土器等）而言，在将砂土原状试样从传统的取土管中取出时无法保证不破坏砂土试样的原状结构；对有内衬取土器（例如单动三重管取土器、双动三重管取土器等）而言，在将砂土原状试样从传统的内衬中取出时无法保证不扰动砂土试样的原状结构；（4）传统的内环刀取砂器也可以采集砂土I级原状样品（参见《建筑工程地质勘探与取样技术规程（JGJ/T87-2012）》），这种方式采集的试样一般是带着环刀直接进行相关试验的，一般不需要将试样从环刀内取出来再安装到仪器上进行试验，而土动力特性试验要求必须将试样从环刀内取出来再安装到仪器上，由于环刀的高度仅为20—40mm，若增加环刀的高度到80—100 mm以满足土动力特性试验的试样高度的要求，则在不扰动砂土试样的前提下，将砂土试样从高度达80—100 mm的环刀内取出来是困难的；因此，传统的内环刀取砂器采集的砂土原状样品不满足实验室内砂土原状试样动力特性试验对试样的要求。