[发明专利]一种原位深层环刀微扰采样方法及设备

说明书

本发明涉及一种原位深层环刀微扰采样方法及设备，先通过钻机钻得钻孔，清干净孔底，把装有若干环刀的采样器放至孔底，采用静压或锤击方法把采样器压入至预定深度进行采样，采取样品连同环刀装入具有减震性能的密封样盒内，并在样盒上贴好标签，把样盒装入具有减震性能的样品箱，然后送至实验室直接进行剪切试验，把野外打样和室内制样合并为野外打样制样一步完成，该方法采取土样符合现行土工试验样品剪切试验要求的同时，改善了样品封装、运输、拆解、制样对样品的强烈扰动，减低70%扰动几率，减少80%的废土产生，节省了40%的人力，节约了80%以上的存储空间，实现对粉砂、细砂、中砂采取具有原状结构的样品进行室内剪切试验的目标。

技术领域

本发明涉及地质勘探的技术领域，尤其是涉及对砂、土层采取原状结构受极微扰动样进行室内力学实验的技术。

背景技术

在改革开放多年后，现代社会虽然已经较之前有很大发展，但发展并不因此而停滞不前，仍然在不停的向前发展。在基础设施的建设中获取砂、土层的准确的力学参数是找出建设投资与安全要求平衡点的唯一手段。室内剪切试验是获取砂、土力学参数的重要手段之一，而在地质钻孔内对砂、土层采取微扰动样进行室内力学实验目前无法实施。

室内剪切试验是在当前的地质勘探中获取砂、土层的力学性质的重要手段之一，现行采样方法从钻孔、打样、从采样器中拆下样品、用单缝开口样盒盖进行封装、采用封胶及蜡进行密封、保管和运输、室内拆样、切样、制样、上机进行剪切共需要至少10道工序，对样品的扰动几率很高，尤其是样品的封装、密封、拆解、切样和制样几个环节更是扰动几率极大，砂土经过这么一个流程原有结构已经全部被破坏，故目前国内外行业内均无法获取砂土的室内剪切指标。

现行采样方法一直存在一些问题，比如因为取样桶内的样盒在打样过程中造成卷曲而使取样失败，甚至造成工作浪费或散失取样机会; 把样品从采样器中拆下进行封装时，因样盒为单缝开口型+两端合盖，在取出样品进行包装时样品容易被扰动，有时甚至造成样品溃散。

现行封样采样方法中对样品的密封，是采用胶带（电工胶或透明密封胶）加蜡封的方式，这种方式需要使用大量的胶带及蜡，封装需要细心操作，否则容易密封不好或在搬运、存储样品时出现封蜡脱落，造成样品长时间得不到不密封。

现行采样方法中，样品保管和运输也是极为容易扰动样品的过程之一，样品较重，体积较大，封装不密封造成水分散失，使样品原状结构受到严重扰动甚至不再具有原状结构。现有样盒不具备稳定的形态，在样品的掉落与车辆运输中会严重变形造成样品的扰动甚至完全破坏原有结构。要保证样品不变形，需要极为严格的包装及运输条件，致使保管及运输成本很高。

当前的采样方法中从样品的拆解到制备可试验样品时，是容易造成样品原有结构受严重扰动的又一个环节，它需要先把样品拆解开、然后分段切下，再利用环刀切下符合规范要求的样进行力学试验样品的制备。

环刀制备好的样品才可上机进行力学试验，通过剪切试验才可获得砂土层的力学指标。

以上采样及制样方法在粉砂层、细砂层、中砂层中容易使样品溃散，使得以上地层采取不了具有原状结构的样品进行室内剪切试验，也是目前为止无法通过室内试验获得以上砂层的力学指标的原因，而这种地层在工程建设中是广泛存在的。

以上各步骤工作都需要大量的人力工作，在打样、样品封装、切样和环刀制样环节容易因采样或制备失败而人为制作样品，在拆样封装及密封环节容易出现因散样或不密封而改变样品的力学性质。在运输环节因不遵守繁琐的运输操作而导致样品因运输大幅扰动甚至变形、损坏。在样品保管环节需要较大的存储空间。

发明内容