[实用新型]中空圆柱样取土器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种中空圆柱样取土器。适用于进行单轴扭剪和三轴-扭转耦合循环剪切试验等控制复杂应力路径和复杂应力状态的特种土工试验，可用于淤泥、淤泥质软土、一般粘性土、粉土等地层。

背景技术

复杂应力路径和复杂应力状态对地层的强度与变形特性具有显著影响，特别是海洋工程，一般遭受波浪荷载、潮流荷载、地震荷载、机器振动荷载等，地层承受复杂应力状态以及主应力方向往复旋转的复杂应力路径。复杂应力状态和复杂应力路径等条件下地层的破坏与变形特性研究，需要采用先进的土工试验设备和现代测控技术。动三轴仪可施加动偏应力在试样45°斜面上模拟地震水平向剪切作用，动扭剪仪可施加扭矩模拟纯剪状态。而三轴-扭转多功能剪切仪可实现主应力轴往复旋转等多种复杂应力路径和复杂应力状态，其单调扭剪和三轴-扭转耦合循环剪切试验目前已在国内外广泛采用。

三轴-扭转多功能剪切仪需采用薄壁中空圆柱形土样以实现多种复杂应力路径的模拟，其土样尺寸一般为：外径×内径×高度=70×30×100mm或100×60×200mm，壁厚一般为20mm。目前一般采用常规土样进行加工，对土样结构及其状态的扰动十分显著，特别是对海相沉积的软黏土和粉土等高灵敏性土样的扰动，往往造成土样原始结构的破坏和重塑，导致很大的试验误差，不能反映地层的真实特性。

本申请人于2012年12月19日申请了“一种敞口式取原状土样的取土器”，专利号为201220705551.4，该专利具有上接头，上接头上端连接钻杆，上接头下端螺纹连接导向杆，导向杆的上、下部位均开有径向通孔，该导向杆下端为实心圆锥台，上接头与导向杆内部形成一个轴向的中空通道并与径向通孔连通，导向杆上套装可沿导向杆上下移动的取土机构。然而该取土器所取土样无法直接满足三轴-扭转多功能剪切仪的试验要求。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种结构简单、制作方便的中空圆柱样取土器，以按实验尺寸要求将中空土样从原位地层中取出，使试验土样接近原状地层，为三轴-扭转多功能剪切试验提供原状中空试样。

本实用新型所采用的技术方案是：一种中空圆柱样取土器，该取土器具有上接头，该上接头上端连接钻杆，下端螺纹连接导向杆，导向杆的上、下部位均开有径向通孔，该导向杆下端为实心圆锥台，上接头与导向杆内部形成一个轴向的中空通道并与径向通孔连通，所述导向杆上套装可沿导向杆上下移动的取土机构，所述上接头套有下端可与取土机构螺纹连接的双向螺母，其特征在于：所述实心圆锥台底面沿其轴向钻设盲孔，盲孔经径向孔眼连通实心圆锥台侧壁外，该盲孔孔壁制内螺纹；所述导向杆下端经盲孔螺纹连接内取土管。

所述取土机构包括套于导向杆上的外管接头，外管接头下端螺纹连接残土管，残土管经锁紧螺母连接取样管。

所述双向螺母中空，其内部分为上下两段，上段与上接头螺纹连接，下段设有与所述外管接头上端外螺纹匹配的内螺纹。

所述取样管上端翻边贴于残土管下端面。

所述导向杆为六棱柱。

所述外管接头轴向具有六棱柱孔且该六棱柱孔上、下两端均具有圆形台阶。

本实用新型的有益效果是：1、本实用新型利用原有钻进所用的钻机、水泵、供水管路以及钻杆，具有操作简单、方便的特点；2、本实用新型所采用的取土器，可以按照实验土样尺寸要求进行设计取样，减少了取样、制样过程中扰动；3、本实用新型所采用的取土器，取样管一端直接贴在残土管底面，并通过锁紧螺母与残土管连接在一起，使取样管的下端悬空在残土管底端，取样通过钻机卡紧立轴钻杆加压完成，起钻后，只要把取土器松开锁紧螺母螺纹，用取土刀沿取样管上端翻边圆周切割，使取样管内土与残土管内的土分离，然后轻拉取样管，并随着轻巧拉动土样管，同时把与取样管等长的、同内径的PVC管放入取样管内（所取土样人工搬运及途中运输时，保护的需要），以防止所取试样变形，最后把取样管内土二端用专用端盖保护即可；4、残土管内的土，可以通过双用螺母下端螺纹与外管接头上端公螺纹连接，使上接头与导向杆与残土管内之间形成通水通道，上接头上端螺纹与水泵管路连接，通过水泵水压，把残土管内残土（包含内取土管的土）压出残土管外即可，该操作方法具有操作方便、结构简单、构思巧妙、实用的特点。

附图说明

图1是本实用新型在未受压取土状态下的结构示意图。

图2是本实用新型在取土完成且起钻状态下的结构示意图。

图3、图4为本实用新型拆卸取样管和用水把残土管内的土压出管外的示意图。