用於獲取稀軟泥樣的壓入式滑片取樣器及取樣方法
2023-04-28 01:42:06 4
專利名稱：用於獲取稀軟泥樣的壓入式滑片取樣器及取樣方法
技術領域：
本發明涉及一種在淤泥堆場、吹填造陸場地以及垃圾汙泥處理場地中使用的 可攜式原位高含水率流態軟土、淤泥以及汙泥原狀樣取樣器以及取樣方法，是特 別針對於淤泥堆場、吹填場地和汙泥處理場地在深度方向上出現的稀軟流態土質 情況而設計的輕型原位測試儀器，屬於巖土工程及環境工程等相關技術領域。
背景技術：
在河道疏浚清淤工程、圍海造田工程以及垃圾汙泥填埋工程中，都會遇到高 含水率土體的固結問題。對於存在高含水率淤泥的場地來說，若是場地的排水不 暢或是吹填土體粘粒含量較高，則固結沉降將是一個漫長的過程。在這個漫長的 過程當中，經過長時間的風吹日曬表面蒸發，在土層表面會形成一層較厚的硬殼 層，夾雜著草本植物的根莖殘渣，使得表層土具有一定的表觀強度，但是大多數 工程監測結果表明，在地下一定深度處土體仍然保持著很高的含水率，甚至是一 種接近初始狀態的半流體形態；雖然表層土體具有一定的強度並且可以行人，但 是一些小型的鑽探機械很難進入場地，更不用提大型機械了。對於急於用地開展 進一步工程的項目和儘快復耕的徵地工程來說，這些工程場地巖土勘察的難以進 行是制約性的問題。常規的鑽探取樣方法不適用於上述場地， 一是由於鑽探機械 太重，土層表面承受不了這樣的重量，二是即使能取出整體性試樣，也會在運輸 過程中發生流動而破壞原有的結構特徵，特別是在汙泥取樣的過程中，不同深度 的汙泥有害物質濃度將會發生變化，造成環境危害性評估資料的不準確。加上一 些常用的具有較好可靠性和準確性的原位土工試驗，如標準貫入試驗、十字板試 驗、靜力觸探等都需要前期的工程地質勘探。故急需開發出一種輕型的在淤泥堆 場、吹填場地以及垃圾汙泥處理場地中能夠在稀軟流動的泥層中取得原狀不擾動 樣的可攜式取樣儀器，以解決工程中實際的問題。
發明內容
本發明的目的在於提出一種可以在淤泥堆場、吹填場地以及垃圾汙泥處理場 地的稀軟泥層中進行鑽探取樣的壓入式滑片取樣器以及相應的取樣方法，以解決 在其他大型鑽探機械無法進入場地時的取樣作業問題，給出取樣結果，為工程提 供可靠的地質物理化學資料。本發明的主要適用地質場所是淤泥堆場、淤泥吹填 場地以及垃圾汙泥填埋場地，其下具有稀軟淤泥層，並且表面承載力薄弱。
本發明的解決方案本發明提出了可以在淤泥堆場、吹填場地以及垃圾汙泥填埋場地的稀軟泥層 中進行鑽探取樣的壓入式滑片取樣器以及相應的取樣方法，其整體結構包含1) 三面方筒、2)滑動軟片、3)橫隔片插槽擋板、4)橫隔片四個部分組成。
其中1)三面方筒是由圍成方柱形的三塊板材焊接起來的結構，兩個面之間 的夾角為直角，兩側的兩塊板形狀一致，上部是矩形方片下部是l/4圓片，中間
的板形狀是矩形，板上每隔相同的距離開有橫隔片插槽，三塊板的邊緣都留有插 槽，以供其餘結構與之相組合，三面方筒外側刻有尺寸刻度，以監測取樣器插入 土體的深度。
其中2)滑動軟片是與三面方筒配合成方柱筒體的部件，通過三面方筒邊緣 的插槽插進去形成筒體的第四個面，滑動軟片下部是可以彎折的軟質片，在插入 到l/4圓片時沿圓弧向內彎曲，將方形筒體的下底封閉。
其中3)橫隔片插槽擋板是開有多個外廓大於橫隔片插槽的開口的矩形板， 擋板上每個開口都相應於一個橫隔片插槽；使用時插在三面方筒帶有橫隔片插槽 的一面之外，覆蓋該面，上下滑動橫隔片插槽擋板，能夠遮擋橫隔片插槽，也能 夠露出橫隔片插槽。
其中4)橫隔片是分隔方形筒體的薄片結構，從三面方筒的橫隔片插槽插進 去，將方形筒體分隔成多個各自封閉的空間。
壓入式滑片取樣器的取樣方法
1) 、將滑動軟片插入到三面方筒的相應插槽中，但是不要插到1/4圓片部位，使 得形成的方形筒體上下開口連通。
2) 、插入橫隔片插槽擋板，遮住橫隔片插槽，此時取樣器才出於待取樣狀態。
3) 、將待取樣狀態的取樣器安放到預定的鑽探點，挖開淤泥表面的硬殼層。
4) 、向下按壓取樣器，將取樣器壓入到土體中預定深度。
5) 、向下推動滑動軟片，使滑動軟片彎折進1/4圓片部位，橫向切割土體，將進 入取樣器中的土體與外界分隔開來。
6) 、上提拔出取樣器，滑動橫隔片插槽擋板，露出橫隔片插槽，插入橫隔片，將
取樣器中的土體分段密封，最上面一塊橫隔片將方形筒體端部密封。
7) 、提取土樣時，向上拔起滑動軟片，露出一段一段的密封空間，再進行採樣。本發明的優點
本發明提出的壓入式滑片取樣器及其取樣方法可以克服在存在有高含水率 稀軟流態泥層的場地取樣時原狀樣含水率、物理化學特徵容易變化的缺點；而且 該取樣器輕質便攜的特點可以使其在軟土、淤泥場地以及垃圾汙泥填埋場地表面 承載力不足的情況下使用；壓入式滑片取樣器採用模塊化設計，可以控制取樣隔 斷的長度，控制取樣區間的大小和精度，同時取樣量可以得到保證。取樣器設備 簡單，輕質，操作簡便，效率高，取樣成本低。
附圖1為本發明各部件的示意圖
附圖2為本發明組裝完畢的示意圖
附圖3為本發明取樣時滑動軟片切割分隔土體的示意圖
附圖4為本發明露出橫隔片插槽即將插入橫隔片的示意圖
附圖5為本發明取樣完畢並分隔後的示意圖
圖中1)三面方筒；2)滑動軟片；3)橫隔片插槽擋板；4)橫隔片 實施例
一、採購金屬板材，按本發明各部件三面方筒l)、滑動軟片2)、橫隔片插槽擋
板3)、橫隔片4)所需尺寸分別進行切割、開槽、焊接，其中
三面方筒l)是由圍成方柱形的三塊板材焊接起來的結構，兩個面之間的夾
角為直角，兩側的兩塊板形狀一致，上部是矩形方片下部是l/4圓片，中間的板 形狀是矩形，板上每隔相同的距離開有橫隔片插槽，三塊板的邊緣都留有插槽， 以供其餘結構與之相組合，三面方筒外側刻有尺寸刻度，以監測取樣器插入土體 的深度。
滑動軟片2)是與三面方筒配合成方柱筒體的部件，通過三面方筒邊緣的插 槽插進去形成筒體的第四個面，滑動軟片下部是可以彎折的軟質片，在插入到 1/4圓片時沿圓弧向內彎曲，將方形筒體的下底封閉。
橫隔片插槽擋板3)是開有多個外廓大於橫隔片插槽的開口的矩形板，擋板 上每個開口都相應於一個橫隔片插槽；使用時插在三面方筒帶有橫隔片插槽的一
面之外，覆蓋該面，上下滑動橫隔片插槽擋板，能夠遮擋橫隔片插槽，也能夠露 出橫隔片插槽。橫隔片4)是分隔方形筒體的薄片結構，從三面方筒的橫隔片插槽插進去， 將方形筒體分隔成多個各自封閉的空間。 二、取樣步驟
1) 、將滑動軟片2)插入到三面方筒1)的相應插槽中，但是不要插到1/4圓片 部位，使得形成的方形筒體上下開口連通。
2) 、插入滑動橫隔片插槽擋板3)，遮住橫隔片插槽。
3) 、將壓入式滑片取樣器安放到預定的鑽探點，挖開淤泥表面的硬殼層。
4) 、向下按壓取樣器，將取樣器壓入到土體中預定深度。
5) 、向下推動滑動軟片2)，使滑動軟片2)彎折進1/4圓片部位，橫向切割土體， 將進入取樣器中的土體與外界分隔開來。
6) 、上提拔出取樣器，滑動橫隔片插槽擋板3)，露出橫隔片插槽，插入橫隔片4)， 將取樣器中的土體分段密封，最上面一塊橫隔片4)將方形筒體端部密封。
7) 、提取土樣時，向上拔起滑動軟片2)，露出一段一段的密封空間，再按需採 集不同深度(不同隔斷層)的土樣。
權利要求
1、一種用於獲取稀軟泥樣的壓入式滑片取樣器，其整體結構包含三面方筒、滑動軟片、橫隔片插槽擋板和橫隔片四個部分組成，其特徵是1)、所述的三面方筒是由圍成方柱形的三塊板材焊接起來的結構，兩個面之間的夾角為直角，兩側的兩塊板形狀一致，上部是矩形方片下部是1/4圓片，中間的板形狀是矩形，板上每隔相同的距離開有橫隔片插槽，三塊板的邊緣都留有插槽；2)、所述的滑動軟片是通過三面方筒邊緣的插槽插進去形成筒體的第四個面，滑動軟片下部是可以彎折的軟質片，在插入到1/4圓片時沿圓弧向內彎曲，將方形筒體的下底封閉；3)、所述的橫隔片插槽擋板是開有多個外廓大於橫隔片插槽的開口的矩形板，擋板上每個開口都相應於一個橫隔片插槽；使用時插在三面方筒帶有橫隔片插槽的一面之外，覆蓋該面，上下滑動橫隔片插槽擋板，能夠遮擋橫隔片插槽，也能夠露出橫隔片插槽；4)、所述的橫隔片是分隔方形筒體的方形薄片，從三面方筒的橫隔片插槽插進去，將方形筒體分隔成多個各自封閉的空間。
2、 根據權利要求1所提及的一種用於獲取稀軟泥樣的壓入式滑片取樣器，其特 徵是三面方筒外側刻有尺寸刻度，以監測取樣器插入土體的深度。
3、 一種用於獲取稀軟泥樣的壓入式滑片取樣器的取樣方法，其步驟為1) 、將滑動軟片插入到三面方筒的相應插槽中，但是不要插到1/4圓片部位， 使得形成的方形筒體上下開口相通；2) 、插入橫隔片插槽擋板，遮住橫隔片插槽，此時取樣器處於待取樣狀態；3) 、將待取樣狀態的取樣器安放到預定的鑽探點，挖開淤泥表面的硬殼層；4) 、向下按壓取樣器，將取樣器壓入到土體中預定深度；5) 、向下推動滑動軟片，使滑動軟片彎折進1/4圓片部位，橫向切割土體， 將進入取樣器中的土體與外界分隔開來；6) 、上提拔出取樣器，滑動橫隔片插槽擋板，露出橫隔片插槽，插入橫隔片， 將取樣器中的土體分段密封，最上面一塊橫隔片將方形筒體端部密封；7) 、提取土樣時，向上拔起滑動軟片，露出一段一段的密封空間，再進行採樣。
全文摘要
本發明提出一種用於在淤泥場地、吹填場地以及垃圾汙泥填埋場獲取含水率偏高的軟土、淤泥以及汙泥原狀樣的壓入式滑片取樣器結構以及安裝使用方法，能夠針對淤泥堆場和吹填場地在深度方向上出現的稀軟流態土質情況進行取樣，所取得的泥樣能夠在取樣器中保持其原位的物理化學特徵。其整體結構包含三面方筒、滑動軟片、橫隔片插槽擋板和橫隔片四個部分。本發明採用模塊化設計，可以控制取樣隔斷的長度，控制取樣區間的大小和精度。設備簡單，輕質，操作簡便，效率高，取樣成本低。
文檔編號G01N1/10GK101592565SQ20091003206
公開日2009年12月2日 申請日期2009年6月30日 優先權日2009年6月30日
發明者源 周, 洪振舜, 輝 陶, 高玉峰, 冰 黎 申請人:河海大學