[发明专利]一种多功能取土装置

说明书

本发明提供一种多功能取土装置，包括取土系统、电阻率测试系统、土体强度测试系统、外壳和控制器；所述取土系统包括取土管；所述取土管设置在外壳内；所述电阻率测试系统设有多个环形电极，多个所述环形电极从上至下通过绝缘塑料层安装在外壳的内壁；所述电阻率测试系统与控制器连接；所述土体强度测试系统包括步进电机、扭力传感器和剪切机构；所述步进电机与外壳的上部连接，所述剪切机构安装在外壳上，所述扭力传感器分别与步进电机和控制器连接。本发明既可在原位土上快速测量电阻率和土体的抗剪强度，又可进行土的取样工作，集多个功能于一体，大大提高了地质勘察的效率，且节约试验成本。

技术领域

本发明属于岩土工程技术领域，尤其涉及一种多功能取土装置。

背景技术

在岩土工程检测过程中，常需要进行土样采集，进而对不同地层土体取样进行土工试验，了解其物理力学性能。然而各工程区域地质情况不同，不同检测项目对取土深度和土样尺寸都有着不同的要求，土试样质量按可供试验的目的分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级。Ⅰ级土样：不扰动，可进行土类定名、含水量、密度、强度和固结试验；Ⅱ级土样：轻微扰动，可进行土类定名、含水量、密度试验；Ⅲ级土样：显著扰动，可进行土类定名、含水量试验；Ⅳ级土样：完全扰动，尽可进行土类定名。

土的电阻率是表征土体导电性的基本参数，是土的固有物理性指标，取决于土的孔隙率、孔隙形状、孔隙水电阻率、饱和度、含水量、固体颗粒成分等。在岩土工程勘察及环境岩土工程领域，土层的电阻率参数是一项重要物理指标。在岩土工程勘察领域，为了测定饱和软黏土的不排水抗剪强度、重塑土的不排水抗剪强度和土体的灵敏度，通常采用原位十字板剪切试验。

取土器在岩土工程勘察及环境岩土工程领域中得到广泛的应用，但功能都比较单一，这使其应用范围受到了很大的局限。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种可测电阻率的取土装置，本发明既可在原位土上快速测量电阻率和土体的抗剪强度，又可进行土的取样工作，集多个功能于一体，具有同步测试土体电阻率、土体抗剪强度以及取土的功能，大大提高了地质勘察的效率，且节约试验成本。

本发明通过一下技术方案实现：一种多功能原状取土器，包括取土系统、电阻率测试系统、土体强度测试系统、外壳和控制器；

所述取土系统包括取土管；所述取土管设置在外壳内；

所述电阻率测试系统设有多个环形电极，多个所述环形电极从上至下通过绝缘塑料层安装在外壳的内壁；所述电阻率测试系统与控制器连接；

所述土体强度测试系统包括步进电机、扭力传感器和剪切机构；所述步进电机与外壳的上部连接，所述剪切机构安装在外壳上，所述扭力传感器分别与步进电机和控制器连接。

上述方案中，所述电阻率测试系统包括第一环形电极、第二环形电极、第三环形电极和第四环形电极；所述第一环形电极、第二环形电极、第三环形电极和第四环形电极依次从上至下通过绝缘塑料层安装在外壳的内壁。

进一步的，所述外壳设有空心夹层；所述空心夹层内设置有线路和信号处理系统；所述信号处理系统通过线路分别电阻率测试系统与控制器连接。

进一步的，所述信号处理系统包括A/D信号转换器、电流滤波器、电压滤波器和电压放大器；

所述第一环形电极、第四环形电极、电流放大器及电流滤波器串联，第二环形电极、第三环形电极、电压放大器及电压滤波器串联，两个串联电路并联并通过A/D信号转换器将电流的信号转换成数字信号发送至控制器。

上述方案中，相邻的所述环形电极之间的距离均相等。

上述方案中，所述剪切机构包括四个剪切板；四个剪切板两两相对设置在所述外壳上。

上述方案中，所述步进电机通过延长杆与外壳上部连接。