CN212780020U - 一种土样取样器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种土样取样器，包括驱动杆、手柄、取样接头、取样管和推土头，驱动杆一端为手柄连接端，另一端为接头端，手柄安装于驱动杆的手柄连接端，取样接头用于在取样时分别与驱动杆的接头端和取样管一端可拆卸式连接，并用于在取出取样管中的土样时从驱动杆和取样管卸除，取样管的另一端端部设有取样刀环。推土头用于在推出取样管内的土样时，与驱动杆的接头端可拆卸式连接，且推土头的外径小于取样管的内径。本实用新型结构简单轻型，占用空间小，使用时可根据实际需求切取不同直径和高度的土样，取土样的过程比较简单，具有取样效率高、土样稳定的优点，减小了由于土受压而导致的扰动，能很好保持土的原状性。

Description

一种土样取样器

技术领域

本实用新型涉及取土装置，特别涉及一种土样取样器。

背景技术

为了定量评价岩土体工程性能，现实中常需从土体中取出一些土样来进行科学研究。而传统的取土方法多是用钻探机钻至指定深度之后，采用通用取土器取出一块大的土样；将取出的土样运回实验室，用切土刀和钢丝锯将土样切成大于标准试样的毛胚，然后再将获得的毛胚放入切土器中用切土刀和钢丝锯进行精细切削，直至达到实验要求的三轴试样规格。但由于该传统方法是在取样过程中通过提拉式分离土样，取样过程密闭性差，因此会严重影响土样的结构、密度和含水率等，进而影响了土样的力学特性；并且，在运输途中的震动会对土样产生扰动，进一步影响土样特性。另外，在实验室中通过两次切削土样以获得三轴试样规格土样的这种制作方式，制作效率较低，而且很容易因为切削过程中操作不稳定性导致切削成功率低，而且增大了对土的扰动。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种土样取样器，减少取土过程中对土体产生的扰动，以使室内土工试验的样本更接近土体的原始状态，试验结果更真实反映原状土体的工程特性。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案是：一种土样取样器，包括驱动杆、手柄、取样接头、取样管和推土头；所述驱动杆一端为手柄连接端，另一端为接头端；所述手柄安装于驱动杆的手柄连接端；所述取样接头用于在取样时分别与驱动杆的接头端和取样管一端可拆卸式连接，并用于在取出取样管中的土样时从驱动杆和取样管卸除；所述取样管的另一端端部设有取样刀环；所述推土头用于在推出取样管内的土样时，与驱动杆的接头端可拆卸式连接，且推土头的外径小于取样管的内径。

本方案的土样取样器包括了取土和卸土两个功能，取土时，依次连接手柄、驱动杆、取样接头、取样管，组装成取土装置，将取土装置以手柄朝上、取样管朝下方式搁置在土地上，通过手柄施力依次传至驱动杆、取样接头和取样管，使得取样管逐渐扎进土地；取样管内已装进一定量土后，通过手柄提起整个取土装置即完成取土环节。卸土时，先把取样接头与取样管分离开，再把取样接头从驱动杆上卸下并把推土头与驱动杆连接上即完成卸土装置的组装，然后将卸土装置的推土头放在取样管中原取样接头所处的位置，通过匀速旋转手柄施力依次传至驱动杆、推土头，使得推土头在取样管内腔移动，进而推出取样管内的土样，即完成卸土环节。由此，一方面，本实用新型通过利用取样管逐步伸入土体内去获取土样，可以避免相关技术中采用钻探机取土对土样产生的巨大扰动；其中在土样的取出过程中，土样一直由取样管包裹，可以保证土样在取出过程中相对取样管处于静态，进一步避免对土样产生的扰动；另一方面，本实用新型通过利用取土装置取出土样后，将取样接头卸除，并安装推土头，组装成卸土装置，不仅可以实现通过推土头逐步实现对取样管中的土样的卸出，避免卸土过程中对土样产生的扰动，而且只需更换一个接头即可实现取土功能和卸土功能的改变，只需要应用到一个驱动杆即可实现与取样接头和推土头的匹配，无需另外增设与推土头匹配的杆体，有利于简化结构、提高更换操作的方便性和更换效率。

可选的，所述驱动杆的接头端***设有外螺纹；所述取样管中与取样接头连接的一端内壁设有内螺纹；所述取样接头一端开设有与驱动杆的外螺纹螺合的螺孔，另一端***开设有与取样管的内螺纹螺合的外螺纹；所述推土头一端开设有与驱动杆的外螺纹螺合的螺孔。通过驱动杆、取样管、取样接头、推土头的螺纹设置，使得驱动杆、取样管、取样接头、推土头在取土、卸土环节中可轻松组装、分离、再重装，也易于日常拆卸、清洗和更换。

可选的，所述取样接头、推土头和取样管均设有径向尺寸规格不同的若干个；尺寸规格匹配的取样接头和取样管一一对应，尺寸规格匹配的推土头和取样管一一对应。通过设置若干个径向尺寸规格不同的取样接头、推土头和取样管，可以方便使用者在实际中根据所需土样直径大小选取合适尺寸规格的取样接头、推土头和取样管，轻松完成不同大小土样的取样工作。

可选的，所述土样取样器还包括取样限位管；所述取样限位管用于在取样时容置取样管，并在容置取样管时，其内壁与取样管外壁紧密贴合。通过取样限位管的设置，可有利于保护本实用新型内部各部件，各部件组合更紧密；其中，取样限位管内壁与取样管外壁通过内切的方式紧密贴合，可有效避免土样进入取样限位管内壁与取样管外壁之间的空隙，有利于长时间保持取样限位管内壁与取样管外壁的干净，亦有利于避免取样管在取土中位置发生偏移，提高取土的稳定性。

可选的，所述取样限位管的一端端部外壁设有坡角，有效减少取样器与土体接触的面积，减少土体所承受的压力，增强本实用新型的结构稳定性，减小试验前由于土样的扰动而造成的试验数据误差。亦或者，在所述取样限位管的一端端部沿管径方向水平延伸形成固定部；所述固定部中开设有若干固定孔，每个固定孔中匹配有紧固件，或者，所述固定部的端部沿取样限位管轴向延伸形成***凸部。通过固定部、固定孔、紧固件等的设置，大大提高了取土的稳定性，向下扭转过程中取样环刀不易晃动，能很好的保持环刀中心稳定，防止取样环刀发生偏移。

可选的，所述驱动杆外壁设有刻度。通过驱动杆外壁的刻度设置，可以实现使用者在实际中依需准确地取出所需高度的土样，从而无需通过后续繁杂的切削操作才能获取所需高度的土样，有利于方便符合要求的土样的取出操作。

可选的，所述取样刀环的外壁设有坡角。通过取样刀环设置坡角，可以使得在取土过程中，减少取样管进入到土体的阻力，进而减少取土过程对土样造成的扰动，减小了试验前由于土样的扰动而造成的试验数据误差。

可选的，所述推土头的外壁为圆柱面结构。这使得推土头与取样管紧密贴合，可有效避免卸土过程中，部分土样进入推土头外壁与取样管内壁之间的空隙，有利于保证土样的完整性。

可选的，所述手柄可拆卸式安装于驱动杆的手柄连接端；通过手柄与驱动杆的可拆卸式设置，不仅易于日常拆卸、清洗和更换，而且使得土样取样器可以被拆解成体积较小的几个部分，方便携带和收纳。

可选的，所述手柄开设有螺孔；所述驱动杆的手柄连接端***设有与手柄的螺孔螺合的外螺纹。

附图说明

图1为本实用新型土样取样器的立体结构示意图；

图2为本实用新型土样取样器的局部结构透视图；

图3a为取样接头的立体结构示意图；

图3b为取样接头的主视结构透视图；

图4a为推土头的立体结构示意图；

图4b为推土头的主视结构透视图；

图5a为取样管的立体结构示意图；

图5b为取样管的结构透视图；

图中：

1-手柄；2-驱动杆；3-取样接头；4-取样限位管；5-取样管；6-推土头；51-取样环刀。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，下面通过参考附图1-5描述的实施例是示例性的，旨在解释本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

参见图1-2，一种土样取样器，包括驱动杆2、手柄1、取样接头3、取样管5和推土头6；所述驱动杆2一端为手柄连接端，另一端为接头端；所述手柄1安装于驱动杆2的手柄连接端；所述取样接头3用于在取样时分别与驱动杆2的接头端和取样管5一端可拆卸式连接，并用于在取出取样管5中的土样时从驱动杆2和取样管5卸除；所述取样管5的另一端端部设有取样刀环51；所述推土头6用于在推出取样管5内的土样时，与驱动杆2的接头端可拆卸式连接，且推土头6的外径小于取样管5的内径。

以下，说明一下土样取样器的工作原理：

本方案的土样取样器包括了取土和卸土两个功能，两个功能分别是两种不同的组装，即取土装置和卸土装置。取土时，依次连接手柄1、驱动杆2、取样接头3、取样管5，组装成取土装置，将取土装置以手柄1朝上、取样管5朝下方式搁置在土地上，通过手柄1施力依次传至驱动杆2、取样接头3和取样管5，使得取样管5逐渐扎进土地；取样管5内已装进一定量土后，通过手柄1提起整个取土装置即完成取土环节。卸土时，先把取样接头3与取样管5分离开，再把取样接头3从驱动杆2上卸下并把推土头6与驱动杆2连接上即完成卸土装置的组装，然后将卸土装置的推土头6放在取样管5中原取样接头3位置，通过匀速旋转手柄1施力依次传至驱动杆2、推土头6，使得推土头6在取样管5内腔移动，进而推出取样管5内的土样即完成卸土环节。

由此，一方面，本实用新型通过利用取样管5逐步伸入土体内去获取土样，可以避免相关技术中采用钻探机取土对土样产生的巨大扰动；其中在土样的取出过程中，土样一直由取样管5包裹，可以保证土样在取出过程中相对取样管5处于静态，进一步避免对土样产生的扰动；另一方面，本实用新型通过利用取土装置取出土样后，将取样接头3卸除，并安装推土头6，组装成卸土装置，不仅可以实现通过推土头6逐步实现对取样管5中的土样的卸出，避免卸土过程中对土样产生的扰动，而且只需更换一个接头即可实现取土功能和卸土功能的改变，只需要应用到一个驱动杆2即可实现与取样接头3和推土头6的匹配，无需另外增设与推土头6匹配的杆体，有利于简化结构、提高更换操作的方便性和更换效率。

需要说明的是，完成卸土环节之后，为了保证土样的原状结构，立即把土样放到密闭箱中运输回实验室，后期也无需作其他任何处理，即可试验。

在一实施例中，取样接头3与驱动杆2的接头端、取样管5，推土头6与驱动杆2的接头端之间的连接都是可拆卸式的，这可拆卸式连接可以是螺纹式连接，参见图3a-5b，在驱动杆2的接头端***设有外螺纹，取样管5中与取样接头3连接的一端内壁设有内螺纹52，取样接头3一端开设有与驱动杆2的外螺纹螺合的螺孔31，另一端***开设有与取样管5的内螺纹52螺合的外螺纹32，推土头6一端开设有与驱动杆2的外螺纹螺合的螺孔61。

在其他实施例中，上述可拆卸式连接还可以是卡合结构式连接，卡合结构是由公扣和母扣组合的，公扣为凸，母扣为凹，例如，在驱动杆的接头端设置公扣，取样管中与取样接头连接的一端内壁设有母扣，取样接头一端开设有与驱动杆的公扣相匹配的母扣孔，另一端***设有与取样管的母扣相匹配的公扣，推土头一端开设有与驱动杆的公扣相匹配的母扣孔。

由此，通过驱动杆2、取样管5、取样接头3、推土头6的螺纹或卡扣结构的可拆卸式连接设置，使得驱动杆2、取样管5、取样接头3、推土头6在取土、卸土环节中可轻松组装、分离、再重装，也易于日常拆卸、清洗和更换。

为了实现对不同直径大小的土样进行取样，在一实施例中，取样接头3、推土头6和取样管5均设有径向尺寸规格不同的若干个，尺寸规格匹配的取样接头3和取样管5一一对应，尺寸规格匹配的推土头6和取样管5一一对应。由此，通过设置若干个径向尺寸规格不同的取样接头3、推土头6和取样管5，可以方便使用者在实际中根据所需土样直径大小选取合适尺寸规格的取样接头3、推土头6和取样管5，轻松完成不同大小土样的取样工作。

为了更好的保护取样器的各部件和提高取土的稳定性，在一实施例中，土样取样器还包括取样限位管4，取样限位管4用于在取样时容置取样管5，并在容置取样管5时，通过内切的方式将取样管5伸入到取样限位管4内部，即取样限位管4的内径与取样管5的外径相同或近似相同，进而实现取样限位管4的内壁与取样管5的外壁紧密贴合。由此，在取土之前，可以先将取样限位管4直立于土体上，然后向取样限位管4施加一定的旋转作用力，使其底部可以伸入到土体的一定深度，以保证取样限位管4可以稳定地直立于土体，不会倾倒。此后，可以将组装得到的取土装置中的取样管5朝下伸入到取样限位管4中直至取样管5的底部与土体表面接触。随后，便可按照前述记载的取土过程中的操作驱动手柄1，以带动取样管5转动而逐步伸入到土体内，实现取土。由此，通过取样限位管4的设置，可有利于保护本实用新型内部各部件，各部件组合更紧密；其中，取样限位管4内壁与取样管5外壁通过内切的方式紧密贴合，可有效避免土样进入取样限位管4内壁与取样管5外壁之间的空隙，有利于长时间保持取样限位管4内壁与取样管5外壁的干净，亦有利于避免取样管5在取土中位置发生偏移，明确使用者的取土目标，提高取土的稳定性。

为进一步提高取土的稳定性，在一个示例中，可在取样限位管4的一端端部沿管径方向水平延伸形成固定部，固定部中开设有若干固定孔，每个固定孔中匹配有紧固件。在另一个示例中，固定部的端部沿取样限位管4轴向延伸形成***凸部。由此，在取土之前，可以先将取样限位管4直立于土体上，然后向取样限位管4施加一定的旋转作用力，使其底部可以伸入到土体的一定深度；对于固定部开设有若干固定孔的取样限位管4，其固定部可以停留在土体表层，然后通过紧固件通过穿过固定部上的固定孔扎进土体，使得取样限位管4与土体紧密贴合，不会发生晃动、倒下或陷入；对于固定部端部形成***凸部的取样限位管4，可以通过向取样限位管4施加作用力而使***凸部***到土体中，进而使得取样限位管4可以稳固地立于土体。由此，在手柄1施力推动驱动杆2和取样管5扎进土体取土时，取样限位管4依然可以牢牢稳固在土体表层的原来位置，不会移位，也不会随取样管5一同扎进土体里而造成土体的大扰动。通过取样限位管4的固定部、固定孔等的设置，大大提高了取土的稳定性，向下扭转过程中取样环刀51不易晃动，能很好的保持环刀中心稳定，有效防止取样环刀51发生偏移。

在一实施例中，基于土样取样器包括取样限位管4的实施例，为了实现对不同高度的土样进行快速取样，驱动杆2外壁设有刻度，具体的，驱动杆2外壁上的刻度沿驱动杆2长度方向设置。在本实施例中，为方便刻度的读取，驱动杆2中越靠近手柄1一端的刻度越大，越靠近取样管5一端的刻度越小。驱动杆2上的刻度对应的是取样管5内已有土样的高度；在将取样管5伸入到已经固定于土体上的取样限位管4内，且取样管5的底部刚接触到土体时，可以先记录取样限位管4顶端在驱动杆2上所处的刻度，并将此刻度记录为初始刻度值，以表示取样管5中不存在任何土样时的刻度值。当通过手柄1驱动驱动杆2旋转而带动取样管5逐步往土体内下移时，驱动杆2也会随着取样管5的下移而下移，驱动杆2下移的距离即表示进入到取样管5中的土样的高度。在驱动杆2下移的过程中，可以通过查看取样限位管4顶端在驱动杆2上所处的当前刻度值来得知已获得的土样的高度，其中，土样的高度等于当前刻度值与初始刻度值之差。由此可知，在使用过程中，使用者可以通过观看对应于取样限位管4顶端处的驱动杆2外壁上的刻度变化，得知取样器中获得的土样的高度。

在一实施例中，为提高取土的稳定性，还可在取样限位管4的一端端部外壁设有坡角。通过尖锐的坡角，取样限位管4可适当***土体表层，与土体紧密相连扣，不易发生晃动，且坡角尖细，可有效减少取样器与土体接触的面积，减少土体所承受的压力，减小试验前由于土样的扰动而造成的试验数据误差。

为了保证土样的原状结构，在一实施例中，取样刀环的外壁设有坡角。通过取样刀环设置坡角，可以使得在取土过程中，减少取样管5进入到土体的阻力，进而减少取土过程对土样造成的扰动，减小了试验前由于土样的扰动而造成的试验数据误差。

在一实施例中，推土头6的外壁为圆柱面结构。由此，推土头6与取样管5可紧密贴合，可有效避免卸土过程中，部分土样进入推土头6外壁与取样管5内壁之间的空隙，有利于保证土样的完整性。

在一实施例中，手柄1可拆卸式安装于驱动杆2的手柄连接端。通过手柄1与驱动杆2的可拆卸式设置，不仅易于日常拆卸、清洗和更换，而且使得土样取样器可以被拆解成体积较小的几个部分，方便携带和收纳。

在一实施例中，手柄1开设有螺孔，驱动杆2的手柄连接端***设有与手柄1的螺孔螺合的外螺纹。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的各种技术特征可以相互组合，只要特征之间的组合不存在冲突或矛盾，但是限于篇幅，未进行一一描述。

本实用新型并不局限于上述实施方式，如果对本实用新型的各种改动或变型不脱离本实用新型的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本实用新型的权利要求和等同技术范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变动。

Claims (10)

1.一种土样取样器，其特征在于，包括驱动杆、手柄、取样接头、取样管和推土头；所述驱动杆一端为手柄连接端，另一端为接头端；所述手柄安装于驱动杆的手柄连接端；所述取样接头用于在取样时分别与驱动杆的接头端和取样管一端可拆卸式连接，并用于在取出取样管中的土样时从驱动杆和取样管卸除；所述取样管的另一端端部设有取样刀环；所述推土头用于在推出取样管内的土样时，与驱动杆的接头端可拆卸式连接，且推土头的外径小于取样管的内径。

2.根据权利要求1所述的土样取样器，其特征在于，所述驱动杆的接头端***设有外螺纹；所述取样管中与取样接头连接的一端内壁设有内螺纹；所述取样接头一端开设有与驱动杆的外螺纹螺合的螺孔，另一端***开设有与取样管的内螺纹螺合的外螺纹；所述推土头一端开设有与驱动杆的外螺纹螺合的螺孔。

3.根据权利要求2所述的土样取样器，其特征在于，所述取样接头、推土头和取样管均设有径向尺寸规格不同的若干个；尺寸规格匹配的取样接头和取样管一一对应，尺寸规格匹配的推土头和取样管一一对应。

4.根据权利要求1所述的土样取样器，其特征在于，还包括取样限位管；所述取样限位管用于在取样时容置取样管，并在容置取样管时，其内壁与取样管外壁紧密贴合。

5.根据权利要求4所述的土样取样器，其特征在于，所述取样限位管的一端端部外壁设有坡角；或者

所述取样限位管的一端端部沿管径方向水平延伸形成固定部；所述固定部中开设有若干固定孔，每个固定孔中匹配有紧固件，或者，所述固定部的端部沿取样限位管轴向延伸形成***凸部。

6.根据权利要求1所述的土样取样器，其特征在于，所述驱动杆外壁设有刻度。

7.根据权利要求1所述的土样取样器，其特征在于，所述取样刀环的外壁设有坡角。

8.根据权利要求1所述的土样取样器，其特征在于，所述推土头的外壁为圆柱面结构。

9.根据权利要求1所述的土样取样器，其特征在于，所述手柄可拆卸式安装于驱动杆的手柄连接端。

10.根据权利要求9所述的土样取样器，其特征在于，所述手柄开设有螺孔；所述驱动杆的手柄连接端***设有与手柄的螺孔螺合的外螺纹。

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