DE1634611C3 - Verfahren zum Entnehmen einer ungestörten Bodenprobe und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Entnehmen einer ungestörten Bodenprobe, bei dem während der Entnahme ein Dichtungsfilm um die Bodenprobe gelegt wird.

Aus der niederländischen Patentschrift 109 500 ist ein Verfahren bekannt, bei dem in ein Entnahmerohr eine Flüssigkeit eingefüllt wird, die durch Wechselwirkung mit dem Wasser aus der Bodenprobe eine wasserdichte Haut bildet und dabei ein solche Dichte hat, daß ein radialer Stützdruck auf die Bodenprobe ausgeübt wird, wobei diese Flüssigkeit insbesondere eine Lösung eines im Wasser nicht lösbaren Kunststoffes in einem in Wasser lösbaren organischen Lösungsmittel enthält. Darüber hinaus kann noch eine leichtere Flüssigkeit zu

ίο der ersteren eingefüllt werden, welche an erster Stelle als Stützflüssigkeit für die oberen Teile der Bodenprobe dient und daneben auch eine Verstärkung der gebildeten Schutzhaut bewirkt. Diese Schutzhaut verhindert, daß Wasser aus der Probe ausdiffundiert, und bcwirkt andererseits, daß der Druck der Stützflüssigkeit gleichmäßig auf die Probe übertragen wird. Weiterhin schirmt diese Haut die Probe gegen Adhäsions- und Reibungskräfte ab. Eine solche Haut hat jedoch eine geringe Zugfestigkeit, so daß diese/besonders bei Bo-

ao denproben aus einem wenig zusammenhängenden Boden, leicht zerrissen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dieses bekannte Verfahren dahingehend zu verbessern, daß der zum Schutz der Bodenprobe gebildete Film verstärkt wird. Zur Lösung schlägt die Erfindung vor, daß zusätzlich ein Schlauch verwendet wird, der aus nicht oder kaum dehnbaren Fäden gestrickt ist und in dem das den Dichtungsfilm bildende Material eingebettet wird.
Versuche haben gezeigt, daß es bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich ist, ungestörte Bodenproben kontinuierlich zu entnehmen und Bodenproben mit einer Länge von 15 Meter oder mehr zu erhalten. Eine solche Bodenprobe wird in kürzere Teile geschnitten, um ihren Transport zu erleichtern, die jedoch, wieder in der richtigen Reihenfolge zusammengesetzt, eine genaue Wiedergabe des Bodens in der "entsprechenden Tiefe darstellen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere vorteilhaft, wenn es erwünscht ist, ungestörte Bodenproben eines inkohärenten Bodens mit einem solchen Durchmesser zu entnehmen, daß es möglich wird, für die Untersuchung im Laboratorium ausreichende Bodenmengen zu entnehmen.

Im übrigen ist auch ein Probenrohr bekannt (deutsehe Patentschrift 1 160 805), das mit einer Kammer versehen ist, die zum Innenraum des Probenrohres

. ■-■ konzentrisch angeordnet ist und an ihrem unteren Ende mit dem Innenraum über einen ringförmigen Schlitz in Verbindung steht, durch den der um die Bodenprobe zu legende Schlauch in den Innenraum einführbar ist. Hierbei wird ein Schlauch aus dünner Kunststoffolie als Innenbekleidung in das Probenrohr eingelegt und an den beiden Enden festgeklemmt. Dieser Schlauch dient nur dazu, die Reibung zu verringern, um die Bodenprobe leichter aus dem Rohr herausnehmen zu können. Die Reibung wird aber nicht vollständig aufgehoben, weshalb der Rand der Probe immer noch zerstört wird. Die bekannte Vorrichtung ist auch nicht für sehr lange Bodenproben geeignet, da die Folie nicht in etwaige Verlängerungsrohre eingeführt wird.

Ein zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignetes Probenrohr wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, in der zeigt

F i g. 1 ein Längsschnitt des unteren Teils des Probenrohres,

F i g. 2 ein Längsschnitt durch die untere Spitze des Probenrohres, wenn es für den Betrieb vorbereitet ist, und

F i g. 3 eine teilweise geschnittene Ansicht des Verschlusses der Mittelbohrung durch eine Kappe.

Das Probenrohr enthält einen unteren hohlzylinderförmigen Teil 12 und einen weiteren hohlzylinderförmigen Teil 10, die mittels Übergangsstücken 13 miteinander verbunden sind und mit Vorrichtungen versehen sind, um den Innenraum 11 örtlich einzuschnüren, bevor das die Bodenproben enthaltende Probenrohr aus dem Boden herausgezogen wird, und so zu vermeiden, daß die Bodenprobe aus dem Probenrohr hinausgleitet.

Am oberen Ende des Teiles 10 ist eine Schraubbuchse 9 vorgesehen, in welche Verlängerungsrohre eingeschraubt werden können. Der untere Teil 12 des Probenrohres ist doppelwandig ausgeführt, wobei eine zum Innenraum 11 konzentrische Kammer 3 zwischen dem »5 Innenrohr 1 und dem Außenrohr 2 vorhanden ist, und die Kammer 3 an ihrem unteren Ende mit dem Innenraum 11 über einen ringförmigen Schlitz 6 in Verbindung steht. Das untere Ende des Außenrohres 2 ist als Schneidkante 5 ausgebildet. Vor der Verwendung des ao Probenrohres wird ein gestrickter Schlauch 16 (F i g. 2) in die Kammer 3 eingeführt, so daß dessen unteres Ende durch den ringförmigen Schlitz 6 in den Innenraum 11 hineinragt. Dieses untere Ende 17 wird durch Knüpfen eines Knotens oder durch Abschnüren mittels as eines Fadens 18 od. dgl. abgeschlossen, so daß der Schlauch 16 während des Einführens des Probenrohres in den Boden mit der Bodenprobe längs nach oben in den Innenraum 11 gleitet und allmählich aus der Kammer 3 gezogen wird. Das Einführen des Schlauches 16 in die Kammer 3 wird dadurch erleichtert, daß das Außenrohr 2 entfernt werden kann, indem es von dem Übergangsstück 13 abgeschraubt wird, das an dem oberen Ende des Innenrohres 1 angebracht ist.

Vor der Verwendung wird die Kammer 3 überdies mit einer Flüssigkeit gefüllt, die geeignet ist, einen plastischen Film um die Bodenprobe während der Entnahme zu bilden, wodurch der um die Probe vorhandene Schlauch 16 verstärkt, undehnbar und gegen Wasser abstoßend gemacht wird.

Um zu ermöglichen, daß die Flüssigkeit über den ringförmigen Schlitz 6 während des Entnehmens der Bodenprobe entleert wird, sind zusätzliche Durchlässe 8 am oberen Ende der Kammer 3 vorgesehen, die mit dem Innenraum 11 in Verbindung stehen und verhindern, daß ein relativer Unterdruck durch Entleerung der Flüssigkeit erzeugt wird. Um die Menge der an der Innenseite des Innenrohres 1 ausfließenden Flüssigkeit zu steuern, ist eine keilförmige Kante 7 unmittelbar oberhalb des ringförmigen Schlitzes 6 vorgesehen. Somit wird verhindert, daß zuviel Flüssigkeit aus der Kammer 3 fließt, so daß bei einer gegebenen Flüssigkeitsmenge eine längere Bodenprobe durch einen Film eingehüllt werden kann und überdies verhindert wird, daß die Flüssigkeit in die Bodenprobe eindringt, was im Fall einer überschüssigen Flüssigkeitszuführung erfolgen würde und sehr unerwünscht ist. Das Innenrohr 1 ist zur Kammer 3 hin mit Längsnuten 14 versehen. Die^ se Längsnuten 14 vergrößern das Volumen der Kammer 3, so daß diese eine größere Flüssigkeitsmenge enthalten kann, wobei die Längsnuten 14 außerdem das vollständige Durchtränken des in der Vorratskammer vorhandenen gestrickten Schlauches 16 fördern, da die Flüssigkeit an beiden Seiten des Schlauches 16 vorhanden ist, und schließlich die Reibung verringern, die durch den gestrickten Schlauch 16 ausgeübt wird, wenn er aus der Kammer 3 gezogen wird. Es ist darauf hinzuweisen, daß das Material des gestrickten Schlauches 16 so sein soll, daß der filmbildende Stoff fest an dem Schlauch 16 klebt.

Es ist vorteilhaft, einen gestrickten Schlauch 16 zu verwenden, der in radialer Richtung elastisch dehnbar ist, jedoch in Längsrichtung nicht oder sehr gering dehnbar ist. Ein geeigneter Schlauch wird z. B. aus ungezwirntem Nylon-6 gestrickt und nachfolgend einem Vorhärtprozeß unterworfen.

Die Vorbereitung für die Verwendung des Probenrohres gemäß der Erfindung findet in folgender Weise statt. Zuerst wird das Außenrohr 2 zusammen mit seiner Schneidkante 5 von dem Übergangsstück 13 abgeschraubt und an der Schneidkante 5 durch einen nicht dargestellten Stöpsel aus deformierbarem Material, z. B. Lehm oder Plastizin, verschlossen. Anschließend wird die gewünschte Flüssigkeitsmenge in das Außenrohr 2 gegossen, wobei die Flüssigkeit geeignet ist, einen Film um die Bodenprobe zu bilden. Um das Innenrohr 1, das durch Abschrauben des Außenrohres 2 freigelegt ist, wird ein gestrickter Schlauch 16 (F i g. 2) gezogen, dessen Länge mit der gewünschten Länge der zu entnehmenden Bodenprobe übereinstimmt, wobei die Länge 15 m oder mehr betragen kann. Das Ende 17 des Schlauches 16 wird mittels eines Fadens 18 od. dgl. abgeschlossen. Daraufhin wird der nachfolgend näher beschriebene Schließstöpsel 19 (F i g. 2) in das untere Ende des Innenrohres 1 eingedrückt. Der Schließstöpsel 19 wird in seiner Stellung durch eine Stange 24 gehalten, die in das Innenrohr 1 von oben eingedrückt wird. Der untere Teil der Stange 24 ist mit einer Aussparung 25 versehen. Das Innenrohr 1, das mit dem gestrickten Schlauch 16 versehen ist, der Schließstöpsel 19 und die Stange 24 werden nun oben in das vertikal angeordnete Außenrohr 2 eingesetzt, das nachfolgend auf das an dem Innenrohr 1 vorgesehene Übergangsstück 13 geschraubt wird. Die in das Außenrohr 2 eingegossene Flüssigkeit wird in die Kammer 3 zwischen dem Innenrohr 1 und dem Außenrohr 2 gepreßt, da der Schließstöpsel 19 das untere Ende des Innenrohres 1 abdichtet. Der Schließstöpsel 19 durchdringt mit seiner unteren Spitze 20 den vorhandenen Stöpsel im Außenrohr 2, was ohne Schwierigkeiten vor sich geht, da das Material, wie oben erwähnt, plastisch deformierbar ist. Die Stange 24 wird dann entfernt und das Probenrohr ist für den Gebrauch fertig.

Das Probenrohr wird senkrecht auf dem Boden angeordnet, woraufhin ein erstes Verlängerungsrohr 15 (F i g. 3) auf das Probenrohr geschraubt wird, das mit einer Tragflüssigkeit gefüllt wird, die, wie oben erwähnt, entweder Wasser oder eine wäßrige Suspension oder Lösung geeigneter Stoffe ist. Falls eine Bodenprobe von der Erdoberfläche entnommen werden soll, wird ein (in der Zeichnung nicht dargestelltes).Kopfstück in das obere Ende des Verlängerungsrohres 15 geschraubt, wobei dieses Kopfstück mit einer Entleerungsöffnung für die Tragflüssigkeit versehen ist

Anschließend wirkt eine Vorrichtung auf das Kopfstück ein, um das Probenrohr in die Erde zu treiben. Wenn das Probenrohr in den Boden eindringt, wird die Tragflüssigkeit verdrängt und strömt durch des Kopfstück aus. Diese Flüssigkeit kann wieder gesammelt werden. Aus der gesammelten Menge kann festgestellt werden, ob die Bodenprobe, genau in das Probenrohr eintritt. Sobald das Probenrohr so weit in den Boden eingetrieben ist, daß ein Verlängerungsrohr 15 aufgeschraubt werden soll, wird das Kopfstück abgeschraubt, woraufhin ein weiteres Verlängerungsrohr 15 aufgeschraubt wird. Das Verlängerungsrohr 15 wird dann

ebenfalls bis zu seinem Rand mit Tragflüssigkeit gefüllt, und zuletzt wird das Kopfstück wieder auf das obere Ende geschraubt und der Sondiervorgang kann fortgesetzt werden. ;

Falls jedoch die Bodenproben nicht von der Erdoberfläche aus, sondern aus einer gegebenen Tiefe entnommen werden sollen, wird das Verlängerungsrohr 15 mit einer Kappe 28 (F i g. 3) geschlossen, die mit einer Dichtung 27 versehen ist. Durch Ausüben eines nach unten gerichteten Druckes auf die Kappe 28 wird das Probenrohr in den Boden gepreßt, wobei der Schließstöpsel 19 in der in F i g. 2 dargestellten Stellung bleibt, so daß keine Bodenprobe in das Probenrohr eindringen kann. Dies ergibt sich daraus, daß die Tragflüssigkeit nicht aus dem Probenrohr ausströmen kann und somit eine Reaktionskraft bildet, die verhindert, daß der Schließstöpsel 19 weiter in das Probenrohr eintritt. Sobald die gewünschte Tiefe erreicht ist, wird die Kappe 28 durch das bereits erwähnte Kopfstück ersetzt. Das Eindringen in den Boden wird durch die konische Spitze 20 an dem Schließstöpsel 19 erleichtert. Wenn das Probenrohr weiter in den Boden eingetrieben wird, wird die Bodenprobe in der oben beschriebenen Weise entnommen.

Der in Fig.2 dargestellte Schließstöpsel 19 besteht aus einem Material mit geringem Gewicht, z. B. Polyäthylen. Der Schließslöpsel 19 weist zwei Dichtungskragen 21 und 22 auf, die einander gegenüberliegen, urid ein Schwanzstück 23. Dieses Schwanzstück 23 ist bestrebt, mit der Aussparung 25 der Stange 24 zusammenzuwirken. Die Dichtungskragen 21 und 22 sind im Abstand voneinander angeordnet, so daß zwischen deren einander gegenüberliegenden Enden ein Teil 26 des Schließslöpsels 19 liegt, der in der in F i g. 2 dargestell-

ao ten Stellung dem ringförmigen Schlitz 6 gegenüberliegt. Der untere Dichtungskragen 21 dichtet die Innenwand der Schneidkante 5 ab, und der obere Dichtungskragen 22 verhindert, daß die in der Kammer 3 vorhandene Flüssigkeit ausströmt und daß die in den Innenraum 11 eingegossene Flüssigkeit ausläuft. Wenn das obere Ende des Probenrohres mit einem Kopfstück versehen ist, was das Entleeren der Flüssigkeit ermöglicht, wird der Dichtungsstöpsel 19 aus der in F i g. 2 dargestellten Lage nach oben durch die in das Probenrohr eindringende Bodenprobe während des Eintreibens des Probenrohres in den Boden bewegt, woraufhin der gestrickte Schlauch 16 längs der Innenwand des Innenrohres 1 geführt und allmählich aus der Kammer 3 herausgezogen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Entnehmen einer ungestörten Bodenprobe, bei dem während der Entnahme ein Dichtungsfilm um die Bodenprobe gelegt wird, d a durch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Schlauch verwendet wird, der aus nicht oder kaum dehnbaren Fäden gestrickt ist und in dem das den Dichtungsfilm bildende Material eingebettet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem ein Probenrohr verwendet wird, das mit einer Kammer versehen ist, die zum Innenraum des Probenrohres konzentrisch angeordnet ist und an ihrem unteren Ende mit dem Innenraum über einen ringförmigen Schlitz in Verbindung steht, durch den der um die Bodenprobe zu legende Schlauch in den Innenraum einführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß auch die den Dichtungsfilm bildende Flüssigkeit in diese Kammer eingebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Probenrohr eine Flüssigkeit vorgesehen wird, welche die Bildung des Filmes um die Bodenprobe fördert und als Tragflüssigkeit für die Bodenprobe dient.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende des Innenraums des Probenrohres mit einem Dichtungsstöpsel versehen wird, der beim Eindringen der Bodenprobe nach oben in den Innenraum gepreßt wird, und daß der mit einer Tragflüssigkeit gefüllte Innenraum an seinem oberen Ende durch eine Kappe od. dgl. geschlossen wird, die anschließend durch ein Kopfstück ersetzt wird, welches die Entleerung der durch die Bodenprobe verdrängten Tragflüssigkeit ermöglicht.

5. Vorrichtung zum Entnehmen einer Bodenprobe mit einem Probenrohr, das mit einer Kammer versehen ist, die zum Innenraum des Probenrohres konzentrisch angeordnet ist und an ihrem unteren Ende mit dem Innenraum über einen ringförmigen Schlitz in Verbindung steht, durch den der um die Bodenprobe zu legende Schlauch in den Innenraum einführbar ist, zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (3) an oder nahe ihrem oberen Ende zusätzlich mit dem Innenraum (11) über wenigstens einen Durchlaß (8) in Verbindung steht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (1) an dem oberen Rand des ringförmigen Schlitzes (6) mit einer keilförmigen Kante (7) versehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenrohr (1) zur Kammer (3) hin mit Längsnuten (14) versehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schließstöpsel (19) in das untere Ende des Innenrohres (1) eingedrückt ist.