一种高速公路工程检测用取土样装置的制作方法

1.本发明涉及一种高速公路施工中土建施工中对土层路基进行采样检测使用的采样装置，尤其涉及一种钻进取样的装置。


背景技术：

2.高速公路施工中，第一阶段就是土建工程，需要将最下层的土进行处理。施工过程中，需要对压实的土基进行取样检测，压实度、含水率等检测项目。
3.现有的土样检测，虽然有能够取土芯的钻筒，如现有技术cn102879222b一种双层筒壁土柱取土器。其使用内外双筒来取土芯，但实际使用时发现，内筒抽出时，容易发生土芯与内筒分离，内筒和土芯无法同步拔出，或是，内筒拔出时土芯的下部是破碎的。这样都无法对土芯不同位置进行分别检测。


技术实现要素：

4.本技术实施例通过提供一种高速公路工程检测用取土样装置，通过将内筒改良成多个单元片组成的结构，在提取土芯时能够从底端包夹土芯，提取的土芯更完整。
5.本技术实施例提供了一种高速公路工程检测用取土样装置，包括外筒和内筒，内筒可拆卸的固定在外筒内，所述外筒底端带有钻进部，钻进部用于切削土层；所述内筒由2-6个单元片组成；所述单元片均为圆柱面形片，顶边接触点处铰接，且顶边围成一个完整的圆；单元片的底边弧长小于顶边弧长；相邻的两个单元片相对的平面长度相同，两个平面之间形成一个缺口；所述外筒内壁底部带有一个环形的抵触环，抵触环的顶部带有与所述缺口底端适配的楔头，楔头纵截面为梯形，高度不大于5mm；所述内筒的缺口插入楔头后，内筒内壁与抵触环内壁平齐。
6.进一步的，所述内筒的顶部通过连接件固定连接，连接件固定连接单元片之间的铰接点。
7.进一步的，还包括塑料膜，其在纵向上完整包覆内筒的外壁，还包括负压管，负压管一端与负压源连通，另一端位于塑料膜与内筒之间，塑料膜的厚度在0.3-0.4mm范围内；所述塑料膜为pvc膜、pe膜或hdpe膜中的一种。
8.进一步的，还包括收口组件，其包括环形索，环形索环绕在塑料膜外，所述塑料膜带有翻折部，翻折部从内筒底部向上延伸；所述环形索套在与塑料膜包覆内筒部分之间连接处；所述环形索一端带有套环，另一端从套环中伸出，伸出的端头与提拉部固定连接，提拉部为一根拉绳，从内筒和外筒之间伸出。
9.进一步的，在所述环形索与套环相对的一侧固定一个电热部，电热部固定连接一个牵拉索，牵拉索也从内筒和外筒之间伸出；在翻折部与塑料膜包覆内筒部分之间放置石蜡。
10.进一步的，所述收口组件还包括一个内索，内索外径小于环形索的内径，塑料膜从内索和环形索之间穿过，内索与环形索共用一个套环，另一端也与提拉部固定；翻折部带有个轴向的长缝，提拉部从长缝中伸出。
11.本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：内筒如果是一个圆柱形筒，取芯很容易脱落或是取芯不完整，如果是一个完整的倒锥形，土芯会在内筒中散开。因此，内筒制成由多个单元片铰接能够向内包夹土芯的结构。单元片本身是圆柱面的一部分，底边边长小于顶边边长，配合外筒底端的楔头，能够形成一个带有多个缺口的圆柱形内筒，不影响取芯。但内筒向上拔出脱离楔头后，给单元片施加压力时，单元片底端就有向内包夹土芯的作用，方便取出一个相对完整的土芯。
附图说明
12.图1为本发明外筒结构仰视示意图；图2 为装置纵向截面示意图；图3 为带有翻折部时装置结构示意图；图4 为内筒和塑料膜底部配合结构示意图；图5 为带有石蜡时塑料膜收口时结构示意图；图6 为收口组件结构示意图；图7 为收口组件收缩状态结构示意图。
13.图中：外筒100、钻进部110、抵触环120、楔头121；内筒200、单元部210、连接件220；塑料膜300、负压管310、翻折部320、石蜡330；收口组件400、环形索410、提拉部420、内索430、电热部440、牵拉索450。
具体实施方式
14.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述；附图中给出了本发明的较佳实施方式，但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式；相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
15.需要说明的是，本文所使用的术语“垂直”、“水平”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
16.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明；本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
17.内筒200如果是一个圆柱形筒，取芯很容易脱落或是取芯不完整，如果是一个完整的倒锥形，土芯容易在内筒中散开。因此，内筒200制成由多个单元片铰接能够向内包夹土芯的结构。单元片210本身是圆柱面的一部分，底边边长小于顶边边长，配合外筒100底端的楔头121，能够形成一个带有多个缺口的圆柱形内筒，不影响取芯。但内筒200向上拔出脱离楔头121时底端能够向内活动包夹土芯，方便取出一个相对更完整的土芯。
18.实施例一一种高速公路工程检测用取土样装置，包括外筒100和内筒200，内筒200可拆卸的固定在外筒100内，所述外筒100底端带有钻进部110，钻进部110用于切削土层，所述内筒200由2-6个单元片210组成；所述单元片210均为圆柱面形片，顶边接触点处铰接，且顶边围成一个完整的圆；单元片210的底边弧长小于顶边弧长，相邻的两个单元片210之间形成一个缺口，缺口两侧是相邻单元片210的侧平面，两个侧平面的长度相同；所述外筒100内壁底部带有一个环形的抵触环120，抵触环120的顶部带有与缺口底端适配的楔头121，楔头121纵截面为梯形，高度不大于5mm；所述内筒200的缺口插入楔头121后，内筒200内壁与抵触环120内壁平齐。
19.内筒200的顶部通过连接件220固定连接，连接件220固定连接单元片210之间的铰接点。这样，通过连接件220即可将内筒200提出外筒100。
20.使用时，先将内筒200插入抵触环120，楔头121随着外筒旋转，也会带动内筒200旋转。控制外筒100旋转切削土层，当土芯钻取完成后，从顶部将内筒200向上提，使内筒从楔头121中拔出。拔出后，按压单元片210的顶边，使内筒单元片向内夹土芯。这样能够取出一个相对更完整的土芯。
21.实施例二实施例一的方案，使用时，下部或是下端的土芯容易破损。手动按压单元片210同时还要提出内筒，操作不太方便。因此，在内筒200外包覆塑料膜300，负压抽吸塑料膜300，对受压后的单元片210进行定型，便于操作提出内筒。如图1-5所示。
22.所述塑料膜300纵向上完整包覆内筒200的外壁，还包括负压管310，负压管310一端与负压源连通，另一端位于塑料膜300与内筒200之间。
23.提取土芯时，将内筒200脱离楔头121后，开启负压源真空泵，使塑料膜吸附包裹内筒，使内筒200的单元片210在单元片210受到的额外压力以及自身重力作用下包夹土芯后，能够更好的维持单元片210包夹土芯的形态和位置，使单元片210不易移位，便于提取土芯的操作。
24.实施例三塑料膜300的包裹对于压实度较高的土芯作用较明显，但压实度较低，颗粒相对松散的颗粒，土芯底端的完整度不高。因此增加了收口组件400，收口组件400配合塑料膜300把土芯底部包裹起来。
25.所述收口组件400包括环形索410，环形索410环绕在塑料膜300外，所述塑料膜300带有翻折部320，翻折部320从内筒底部向上延伸；所述环形索410套在与塑料膜300包覆内筒200部分之间连接处；所述环形索410一端带有套环，另一端从套环中伸出，伸出的端头与提拉部420固定连接，提拉部420为一根拉绳，从内筒200和外筒100之间伸出。
26.提取土芯时，将内筒200提起脱离楔头121后，通过负压管310抽吸后使塑料膜300包覆内筒。此时可稍稍提起内筒，使土芯底部开裂，之后抽拉提拉部420，使环形索410收紧，带动翻折部320插入土芯底部内，并包覆土芯底面，从而在提取土芯过程中，土芯底部不易碎裂脱落，取出后的土芯相对更完整。
27.实际使用时，塑料膜在环形索410的牵拉和土芯的摩擦下，容易破漏，因此在环形
索410与套环相对的一侧固定一个电热部440，电热部440固定连接一个牵拉索450，牵拉索450也从内筒和外筒之间伸出；在翻折部320与塑料膜300包覆内筒200部分之间放置石蜡，取芯时，先将石蜡通过电热部440融化后，通过提拉部420收紧环形索410，在牵拉环形索410至外径小于内筒外径时，拉紧牵拉索450再拉扯提拉部420，等环形索410直径减小松开牵拉索450，再拉提拉部420只直径减小一定范围，在重复拉紧牵拉索450，这样使翻折部320能够相对均匀的受力，降低被拉坏的几率。同时，石蜡能够润滑环形索410与塑料膜300，此外，如果塑料膜300有破损，石蜡能够封堵较小的破损洞口，而且翻折部320在石蜡粘附下会贴附在塑料膜上，形成双层的包覆，有效避免塑料膜破损，土壤散落，如图1-6所示。
28.石蜡的可选用普通的石蜡，熔点温度60摄氏度左右，软化温度在45摄氏度左右，这个温度对于常用pvc以及pe塑料膜的强度基本没有影响。选用强度较大较厚的塑料膜均可。例如，塑料膜可选用hdpe材质的0.3-0.4mm厚的土工膜，强度大，使用温度在100摄氏度以上，延展性较好。电热部440加热温度在60-65摄氏度范围内，市售常用的恒温加片均能够用于加热石蜡。
29.此外，在单元片210受压后，可先将内筒向上提5mm，使土芯底部大部分地方先开裂（土基经过压实，连续性较强，拉拔会底端会开裂），再操作塑料膜300包覆土芯底部的过程。使塑料膜300受到的磨损更小，不易破损。且即使有破损，塑料膜的延展性较好，实际使用时发现破洞点一般也较小，在2-5mm左右，而土工路基已经被压实，碎块直径较大10-30mm，不易从小的破损点中漏出。洒落的细小颗粒量较少，对检测影响也较小。
30.实施例四如图7所示，环形索410收缩横包覆土芯时，塑料膜必须与土芯接触，容易磨损。因此收口组件400还包括一个内索430。内索430外径小于环形索410的内径，塑料膜从内索和环形索之间穿过，内索430与环形索410共用一个套环，另一端也与提拉部420固定；翻折部320带有个轴向的长缝，提拉部420从长缝中伸出。
31.使用时，拉紧提拉部420，内索会先横插入土芯底部，塑料膜只起到包覆土芯的作用。
32.以上所述仅为本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明精神和原则内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。