[发明专利]一种滑膜线割式软土取土器的工作方法

说明书

滑膜线割式软土取土器及其工作方法，取样管固定在后座的下方；该取样管下端固定有管靴；该取样管内设有用于推出土样的活塞，其特征在于：所述管靴上端有管靴空腔，该管靴空腔内预置薄膜、卡环及切割环；所述后座有后座空腔，该后座空腔内有通气阀门和钢丝收放器；所述取样管的管壁内对称地分布有四个通气孔，通气孔连通所述后座空腔与管靴空腔；其中一个通气孔内设有钢丝线，该钢丝线的上端固定在钢丝收放器上；所述取样管与管靴连接处在内壁形成内缝；所述薄膜两端分别连接切割环及活塞。本发明减少了取样侧摩阻力及端阻力，减少了取样扰动，提高了采样质量及采样率，适用于手动取样及钻孔取样。

技术领域

本发明涉及岩土地质勘查及土力学室内模型试验领域，具体涉及针对软土取土技术的一种滑膜线割式软土取土器。本发明还涉及这种取土器的工作方法。

背景技术

岩土工程现场勘察以及土力学室内模型试验中，均需要在不同的阶段获取原状土样进行室内测试，以研究地基土相关特性。软土是岩土工程中经常面对的一类土，由于含水率高，孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低，且多处于流塑状态，很难获取无扰动的原状土样。取土方式和取土设备直接决定了取样的扰动程度和取土质量，是土性试验分析的关键一环。

使用取土器取土时，先将取土器装置压入土中，之后拔出取土器，并将进入取土管中的原状土带出地基。取样过程多靠拔断或扭断的方式使进入取土管中的土样与底土分离；将取土器拔出地基的过程中，底部存在真空吸力阻碍取土器上移，因此，取土器底部位置土样扰动较大且容易脱落。取土完毕，将取土器内部土样移出进行后续处理时，由于软土黏粒含量大，常常附着在取土器内壁，无论采用活塞推出土样的方式还是采用直接打开取土管的方式，都会因土样与内壁存在摩擦黏滞而使所取土样有较大的二次扰动，并减少取样率。

发明内容

为解决软土取样中存在的扰动大、取样率低等技术问题，本发明提供了一种滑膜线割式软土取土器装置，使用薄膜将土样与取样管内壁隔离以减少侧摩阻力，使用钢丝线切割底土并在上拔时通气减少甚至消除端部阻力，可以显著减小取土扰动，提高取样率。本发明还将提供这种取土器的工作方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种滑膜线割式软土取土器，取样管固定在后座的下方；该取样管下端固定有管靴；该取样管内设有用于推出土样的活塞，其特征在于：所述管靴上端有管靴空腔，该管靴空腔内预置薄膜、卡环及切割环；所述后座有后座空腔，该后座空腔内有通气阀门和钢丝收放器；所述取样管的管壁内对称地分布有四个通气孔，连通所述后座空腔与管靴空腔；其中一个通气孔内设有钢丝线，该钢丝线的上端固定在钢丝收放器上；所述取样管与管靴连接处在内壁形成内缝；所述薄膜两端分别连接切割环及活塞。

换言之，本发明的滑膜线割式软土取土器，包括管靴、取样管、后座、活塞，取样管对称分布有四个通气孔，首末端分别与管靴、后座连接；取土前，管靴后端的管靴空腔内预置薄膜、切割环及卡环。取样时，活塞被土样推动并将薄膜带出管靴空腔，活塞柄到达限位插销后，切割环恰好被带出管靴空腔；使用钢丝收放器收紧钢丝线，切割环收缩至消失后，土样被切断，实现与底土的分离；上提取土器时，打开通气阀门以消除切割断面处的真空阻力；使用活塞将土样推出取样管时，薄膜可以减少土样与取土管内壁的摩擦引起的扰动。

本发明有以下优化方案：

所述活塞的活塞柄上设有单向通气阀；

所述活塞的活塞柄上端固定有导向杆；该导向杆上端设有两个向外的突起，该两个突起与后座上的限位插销相对应；限位插销与导向杆上端两个向外突起的设置，使得所述活塞到达取土极限后，活塞柄恰好被限位插销约束而相对取土器主体固定。