全文摘要
本实用新型属于岩土工程室内试验研究相关技术领域，其公开了一种适用于土工试验的软土取样装置，所述软土取样装置包括取土器、空气阀门、调压阀、开关、真空压力泵及空压机，所述取土器用于采集土样；所述空气阀门设置在所述取土器上，其连接于所述调压阀；所述真空压力泵及所述空压机分别通过所述开关连接于所述调压阀；所述真空压力泵用于抽取所述取土器内的空气，以增大所述取土器的取土速度；所述空压机用于向所述取土器内填充空气，以将收容于所述取土器内的土样自所述取土器压出。本实用新型操作简单，取土速度较快，扰动较小。
主设计要求
1.一种适用于土工试验的软土取样装置，其特征在于：所述软土取样装置包括取土器(1)、空气阀门(2)、调压阀(4)、开关(5)、真空压力泵(6)及空压机(7)，所述取土器(1)用于采集土样；所述空气阀门(2)设置在所述取土器(1)上，其连接于所述调压阀(4)；所述真空压力泵(6)及所述空压机(7)分别通过所述开关(5)连接于所述调压阀(4)；所述真空压力泵(6)用于抽取所述取土器(1)内的空气，以增大所述取土器(1)的取土速度；所述空压机(7)用于向所述取土器(1)内填充空气，以将收容于所述取土器(1)内的土样自所述取土器(1)压出。
设计方案
1.一种适用于土工试验的软土取样装置，其特征在于：
所述软土取样装置包括取土器(1)、空气阀门(2)、调压阀(4)、开关(5)、真空压力泵(6)及空压机(7)，所述取土器(1)用于采集土样；所述空气阀门(2)设置在所述取土器(1)上，其连接于所述调压阀(4)；所述真空压力泵(6)及所述空压机(7)分别通过所述开关(5)连接于所述调压阀(4)；
所述真空压力泵(6)用于抽取所述取土器(1)内的空气，以增大所述取土器(1)的取土速度；所述空压机(7)用于向所述取土器(1)内填充空气，以将收容于所述取土器(1)内的土样自所述取土器(1)压出。
2.如权利要求1所述的适用于土工试验的软土取样装置，其特征在于：所述取土器(1)包括本体及端盖，所述本体形成有收容腔，所述收容腔贯穿所述本体；所述收容腔用于收容软土；所述端盖设置在所述本体的一端，其覆盖所述收容腔的一端。
3.如权利要求2所述的适用于土工试验的软土取样装置，其特征在于：所述本体与所述端盖相背的一端形成有坡脚，由此形成斜坡口结构。
4.如权利要求2所述的适用于土工试验的软土取样装置，其特征在于：所述收容腔的内壁开设有多个凹槽，多个所述凹槽间隔设置。
5.如权利要求4所述的适用于土工试验的软土取样装置，其特征在于：所述软土取样装置适用于剪切试验。
6.如权利要求2所述的适用于土工试验的软土取样装置，其特征在于：所述收容腔的内壁上涂覆有凡士林，以增加所述收容腔的润滑性。
7.如权利要求6所述的适用于土工试验的软土取样装置，其特征在于：所述软土取样装置适用于固结试验。
8.如权利要求1-7任一项所述的适用于土工试验的软土取样装置，其特征在于：所述软土取样装置还包括控制器，所述调压阀(4)、所述真空压力泵(6)及所述空压机(7)分别连接于所述控制器。
9.如权利要求8所述的适用于土工试验的软土取样装置，其特征在于：所述调压阀(4)用于检测所述取土器(1)内的压力数值，并将检测到的所述压力数值传输给所述控制器，所述控制器用于根据所述压力数值来控制所述真空压力泵(6)或者所述空压机(7)的运行。
设计说明书
技术领域
本实用新型属于岩土工程室内试验研究相关技术领域，更具体地，涉及一种适用于土工试验的软土取样装置。
背景技术
软土是一种特殊性岩土，工程性质差，是地基工程的重点、难点。由于软土具有强度低、易扰动等特性，在软土地带建造构筑物，获得准确可靠的室内试验数据是保障工程质量的关键。软土土工试验主要有固结试验和剪切试验，由于工程设计人员主要依靠室内试验所得数据进行软土地基处理的稳定性及沉降验算，因此减少影响软土试验准确性的因素在试验中显得尤为重要。由于软土易变形、抗扰动性差，在试验时试样常会由于各种各样的因素受到影响。尤其是土样制备过程中，由于其具有低强度特性，当受到剪切力作用时，细颗粒软粘土的土体结构可能遭到破坏，导致测得的强度较低，而粗颗粒淤泥质软土，土样会由于排水固结产生强度偏大的现象。因此，减小取样过程中对软土的扰动对增加软土土工试验准确性具有重要意义。
在常规土工试验中，经常采用环刀来取原状土，环刀呈套筒状，底侧换面有一定的斜度，用于切土、取土样时，在环刀上侧加环刀盖，垂直砸入土层，再人工取出整体，修正得到环刀土样，该方法在取土过程中对土体扰动很大，很容易破坏软土的原始状态，使得测试精度较低，同时对于小孔径深度较大的地底取土不易操作。相应地，本领域存在着发展一种操作方便的适用于土工试验的软土取样装置的技术需求。
实用新型内容
针对现有技术的缺陷，本实用新型提供了一种适用于土工试验的软土取样装置，其基于常规土工试验中的软土取样特点，研究及设计了一种操作方便的适用于土工试验的软土取样装置。所述软土取样装置的所述真空压力泵用于抽取所述取土器内的空气，以增大所述取土器的取土速度；所述空压机用于向所述取土器内填充空气，以将收容于所述取土器内的土样自所述取土器压出，操作简单，且可以实现快速取土，剪切阻力较小，扰动较小，结构简单，灵活性较好。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种适用于土工试验的软土取样装置，所述软土取样装置包括取土器、空气阀门、调压阀、开关、真空压力泵及空压机，所述取土器用于采集土样；所述空气阀门设置在所述取土器上，其连接于所述调压阀；所述真空压力泵及所述空压机分别通过所述开关连接于所述调压阀；
所述真空压力泵用于抽取所述取土器内的空气，以增大所述取土器的取土速度；所述空压机用于向所述取土器内填充空气，以将收容于所述取土器内的土样自所述取土器压出。
进一步地，所述取土器包括本体及端盖，所述本体形成有收容腔，所述收容腔贯穿所述本体；所述收容腔用于收容软土；所述端盖设置在所述本体的一端，其覆盖所述收容腔的一端。
进一步地，所述本体与所述端盖相背的一端形成有坡脚，由此形成斜坡口结构。
进一步地，所述收容腔的内壁开设有多个凹槽，多个所述凹槽间隔设置。
进一步地，所述软土取样装置适用于剪切试验。
进一步地，所述收容腔的内壁上涂覆有凡士林，以增加所述收容腔的润滑性。
进一步地，所述软土取样装置适用于固结试验。
进一步地，所述软土取样装置还包括控制器，所述调压阀、所述真空压力泵及所述空压机分别连接于所述控制器。
进一步地，所述调压阀用于检测所述取土器内的压力数值，并将检测到的所述压力数值传输给所述控制器，所述控制器用于根据所述压力数值来控制所述真空压力泵或者所述空压机的运行。
通过本实用新型所构思的以上技术方案，与现有技术相比，本实用新型提供的适用于土工试验的软土取样装置主要具有以下有益效果：
1.所述真空压力泵用于抽取所述取土器内的空气，以增大所述取土器的取土速度，所述空压机用于向所述取土器内填充空气，以将收容于所述取土器内的土样自所述取土器压出，如此可以实现快速取土及快速土样脱离，操作简单，易于实施，适用性较强。
2.所述本体与所述端盖相背的一端形成有坡脚，由此形成斜坡口结构，类似于刀刃，便于切土。
3.所述收容腔的内壁开设有多个凹槽，多个所述凹槽间隔设置，使得剪切试验可以直接在所述取土器内进行，无需进行转移，提高了适用性。
4.所述收容腔的内壁上涂覆有凡士林，以增加所述收容腔的润滑性，便于土样快速自所述取土器内脱离。
附图说明
图1是本发明第一实施方式提供的适用于土工试验的软土取样装置的结构示意图。
图2是图1中的适用于土工试验的软土取样装置的取土器的内部结构示意图。
图3是图2中的取土器的剖面示意图。
图4是本发明第二实施方式提供的适用于土工试验的软土取样装置的结构示意图。
图5是图4中的适用于土工试验的软土取样装置的取土器的内部结构示意图。
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1-取土器，2-空气阀门，3-手提把，4-调压阀，5-开关，6-真空压力泵，7-空压机。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
请参阅图1、图2及图3，本发明第一实施方式提供的适用于土工试验的软土取样装置包括取土器1、空气阀门2、手提把3、调压阀4、开关5、真空压力泵6及空压机7，所述空气阀门2设置在所述取土器1上，所述调压阀4连接于所述空气阀门2。所述手提把3设置在所述取土器1上，其与所述空气阀门2间隔设置。所述真空压力泵6及所述空压机7分别通过所述开关5连接于所述调压阀4。
所述取土器1呈矩型，其包括本体及端盖，所述本体形成有收容腔，所述收容腔贯穿所述本体。所述收容腔用于收容软土。所述端盖设置在所述本体的一端，其覆盖所述收容腔的一端。所述本体与所述端盖相背的一端形成有坡脚，其为斜坡口结构，类似于刀刃，以用于切土。本实施方式中，所述收容腔的内壁上形成多个间隔设置的凹槽，以使得剪切试验可以在所述取土器1内部直接进行；在另外一个实施方式中，所述收容腔的内壁上涂覆有凡士林，以增加所述收容腔的润滑性，便于土样脱离所述取土器1。
所述空气阀门2设置在所述端盖上，其与所述收容腔相连通。通过所述空气阀门2来抽取或者填充空气以使所述取土器1内部产生吸力或者朝向所述坡脚的压力，继而使软土进入或者脱离所述取土器1。
所述手提把3设置在所述端盖上，其与所述空气阀门2间隔设置。通过所述手提把3来在取样时上下移动所述取土器1。所述开关5包括第一开关及第二开关，所述真空压力泵6及所述空压机7分别通过所述第一开关及所述第二开关连接于所述调压阀4。所述调压阀4用于调节所述取土器1内的正压或者真空压力，并用于显示所述取土器1内的压力数值。通过控制所述第一开关及所述第二开关来控制通断。所述真空压力泵6用于在所述取土器1进行剪切试验时将所述取土器1内部的土体吸附到顶部及将土体吸附进所述取土器1。所述空压机7用于将待脱离所述取土器1内的土样自所述取土器1压出。
上述的适用于土工试验的软土取样装置的操作方法包括以下步骤：
步骤一，用于剪切试验时选用所述收容腔内部开设有凹槽的取土器，用于固结试验时选用所述收容腔内壁光滑的取土器，并在所述收容腔的内壁上涂抹凡士林以增加润滑性，便于土样脱离所述取土器1。
步骤二，将所述软土取样装置置于待采集土层上，向下压所述取土器1的同时通过所述真空压力泵6抽取所述取土器1内的空气以加快所述取土器1的下沉速度，从而增大了取土速度。
步骤三，剪切试验可直接在所述取土器1内进行，无需使土样脱离所述取土器1；用于固结试验的软土试样需要脱离所述取土器1而在固结仪上进行，同时通过所述空压机7向所述取土器1内填充空气，以使土样在压力的作用下脱离所述取土器1。
请参阅图4及图5，本发明第二实施方式提供的适用于土工试验的软土取样装置包括取土器1、空气阀门2、手提把3、调压阀4、开关5、真空压力泵6及空压机7，所述空气阀门2设置在所述取土器1上，所述调压阀4连接于所述空气阀门2。所述手提把3设置在所述取土器1上，其与所述空气阀门2间隔设置。所述真空压力泵6及所述空压机7分别通过所述开关5连接于所述调压阀4。本实施方式中，所述取土器1呈圆柱状。
所述软土取样装置还包括控制器，所述调压阀4、所述真空压力泵6及所述空压机7分别连接于所述控制器，所述调压阀4将检测到的压力数值传输给所述控制器，所述控制器根据接收到的所述压力数值来控制所述真空压力泵6或者所述空压机7的运行。
本发明提供的适用于土工试验的软土取样装置，其通过对软土取样装置的部件的结构及部件之间的链接关系进行设计，使得所述软土取样装置的剪切阻力较小，取土速度较快，操作简单，扰动较小。此外，通过设置多个凹槽来使剪切试验可以直接在所述取土器内进行，提高了适用性，且灵活性较好。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920039036.9
申请日:2019-01-10
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:83(武汉)
授权编号:CN209542145U
授权时间:20191025
主分类号:G01N 1/08
专利分类号:G01N1/08;G01N3/24;G01N33/24
范畴分类:31E;
申请人:华中科技大学
第一申请人:华中科技大学
申请人地址:430074 湖北省武汉市洪山区珞喻路1037号
发明人:宋丁豹;张纯雪;蒲诃夫
第一发明人:宋丁豹
当前权利人:华中科技大学
代理人:孔娜;曹葆青
代理机构:42201
代理机构编号:华中科技大学专利中心
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计