本發(fā)明涉及輸電線路地基工程技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種土體取樣裝置、土體取樣系統(tǒng)及土體取樣方法。

背景技術(shù)：

輸電線路桿塔地基基礎(chǔ)不僅承受桿塔的下壓荷載，還要承受上拔荷載和水平荷載，因此，輸電線路桿塔地基基礎(chǔ)在三種荷載作用下穩(wěn)定安全運行是輸電線路工程安全穩(wěn)定運行的基本保障。

輸電線路桿塔地基基礎(chǔ)承受上拔荷載和水平荷載時，抗拔承載力和水平承載力確定方法主要包括：公式計算法、真型試驗法和常動力模型試驗法。其中，公式計算法使用簡便，便于應(yīng)用，但是計算結(jié)果容易受計算參數(shù)的影響，準確性低；真型試驗法能夠真實反映輸電線路桿塔地基基礎(chǔ)的受力狀態(tài)和承載特性，但是試驗周期長、費用高并且試驗場地選址困難，試驗所需的條件難以控制；常動力模型試驗法的試驗周期短、費用低，試驗所需的條件便于控制，但是無法真實反映輸電線路桿塔地基基礎(chǔ)的受力狀態(tài)，試驗結(jié)果與真實情況偏差較大。因此，輸電線路桿塔地基基礎(chǔ)的抗拔承載力和水平承載力可采用離心機模型試驗方法來確定，具體地是通過基礎(chǔ)模型的上拔和水平離心機試驗方法來確定，該試驗方法的成本低、試驗場地選址容易，并且試驗結(jié)果更準確，更加接近真實情況。

當采用基礎(chǔ)模型的離心機試驗方法進行試驗時，所需的地基土體應(yīng)為接近半無限體狀態(tài)的土體，因此需要大體積的原狀地基土體來模擬半無限狀態(tài)的土體。然而，目前現(xiàn)有的土體取樣方法均是人工在土體斷面或深坑中切取土樣，并且在切取土樣的過程中不能對土樣進行擾動以免土樣損壞影響試驗結(jié)果，所以人工切取土樣的體積往往受到限制，并且取樣的過程比較繁瑣。又由于試驗所需的地基土體應(yīng)為無擾動的原狀地基土體，所以無法將人工每次切取的土樣進行匯總以作為試驗所需的地基土體。因此，人工切取的土樣無法模擬半無限狀態(tài)的原狀地基土體，也就無法作為試驗所需的地基土體，進而無法采用基礎(chǔ)模型的離心機試驗方法進行試驗。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于此，本發(fā)明提出了一種土體取樣裝置，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中人工切取土樣的體積受到限制導(dǎo)致該土樣無法模擬半無限狀態(tài)的原狀地基土體進而使得基礎(chǔ)模型的離心機試驗無法進行的問題。本發(fā)明還提出了一種土體取樣系統(tǒng)及土體取樣方法。

一個方面，本發(fā)明提出了一種土體取樣裝置，該裝置包括：框體和切土板；其中，框體設(shè)置有開口端，框體的開口端與切土板可拆卸連接；框體與切土板圍設(shè)成用于容納所取土樣的容置腔。

進一步地，上述土體取樣裝置中，框體為兩端開口且內(nèi)部中空的柱狀體。

進一步地，上述土體取樣裝置中，切土板的其中一個側(cè)邊設(shè)置有切割刃。

進一步地，上述土體取樣裝置還包括：擋板，其中，擋板垂直連接于切土板，并且，擋板與切割刃相對設(shè)置。

本發(fā)明中，切土板將所取土樣從土體中分離出來，框體扣設(shè)于所取土樣，通過框體與切土板可拆卸連接，實現(xiàn)了所取土樣的采集，不僅使得所取土樣的體積可以根據(jù)實際需要來確定，而且所取的土樣無擾動，土樣無損壞，進而使得所取土樣能夠更好地模擬半無限狀態(tài)的原狀地基土體，從而確保了基礎(chǔ)模型的離心機試驗的正常進行，提高了試驗結(jié)果的準確度，解決了現(xiàn)有技術(shù)中人工切取土樣的體積受到限制導(dǎo)致該土樣無法模擬半無限狀態(tài)的原狀地基土體進而使得基礎(chǔ)模型的離心機試驗無法進行的問題，并且，該土體取樣裝置結(jié)構(gòu)簡單，易于操作。

另一方面，本發(fā)明還提出了一種土體取樣系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：升降裝置和上述的土體取樣裝置；其中，升降裝置與土體取樣裝置中的框體相連接，升降裝置用于升降土體取樣裝置。

進一步地，上述土體取樣系統(tǒng)中，升降裝置包括：架體、搖桿、繩索、第一滑輪和第二滑輪；其中，搖桿可轉(zhuǎn)動地連接于架體，第一滑輪設(shè)置于架體的頂部；第二滑輪設(shè)置于框體的外壁；繩索的一端連接于搖桿，繩索依次繞設(shè)第一滑輪和第二滑輪，并且，繩索的另一端與架體的頂部相連接。

本發(fā)明中，土體取樣裝置實現(xiàn)了對所取土樣進行采集，不僅使得所取土樣的體積可以根據(jù)實際需要來確定，而且所取的土樣無擾動，土樣無損壞，提高了試驗結(jié)果的準確度，并且，升降裝置將土體取樣裝置升降至所需的高度，以便工作人員進行相應(yīng)的處理，方便簡單，易于實現(xiàn)。

再一方面，本發(fā)明還提出了一種土體取樣方法，該方法包括如下步驟：在土體取樣的場地開挖具有預(yù)設(shè)尺寸的基坑；根據(jù)所取土樣的高度將切土板插入基坑側(cè)壁的土體中；根據(jù)所取土樣的尺寸對切土板周邊的土體進行剔除，切土板上剩余的土體確定為所取土樣；用框體扣設(shè)于所取土樣，并將框體與切土板相連接。

進一步地，上述土體取樣方法還包括：將框體吊升至預(yù)設(shè)位置。

進一步地，上述土體取樣方法中，根據(jù)所取土樣的高度將切土板插入基坑側(cè)壁的土體中的步驟中，根據(jù)所取土樣的高度在基坑側(cè)壁的土體開挖凹槽，切土板從凹槽插入基坑側(cè)壁的土體中。

進一步地，上述土體取樣方法中，凹槽的深度小于等于切土板長度的1/2，凹槽的高度小于等于切土板的厚度。

本發(fā)明中，通過切土板插入土體中，并將切土板周邊的多余土體剔除，切土板剩余的土體即為所取土樣，用框體扣設(shè)所取土樣，再將框體與切土板可拆卸連接，實現(xiàn)了所取土樣的采集，不僅使得所取土樣的體積可以根據(jù)實際需要來確定，而且所取的土樣無擾動，土樣無損壞，進而使得所取土樣能夠更好地模擬半無限狀態(tài)的原狀地基土體，從而確保了基礎(chǔ)模型的離心機試驗的正常進行，提高了試驗結(jié)果的準確度。

附圖說明

通過閱讀下文優(yōu)選實施方式的詳細描述，各種其他的優(yōu)點和益處對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實施方式的目的，而并不認為是對本發(fā)明的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中：

圖1為本發(fā)明實施例提供的土體取樣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的土體取樣裝置中，框體的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的土體取樣裝置中，切土板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例提供的土體取樣裝置土體取樣的示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例提供的土體取樣裝置土體取樣的又一示意圖；

圖6為本發(fā)明實施例提供的土體取樣裝置土體取樣的又一示意圖；

圖7為本發(fā)明實施例提供的土體取樣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明實施例提供的土體取樣方法的流程圖；

圖9為本發(fā)明實施例提供的土體取樣方法的又一流程圖。

具體實施方式

下面將參照附圖更詳細地描述本公開的示例性實施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實施例，然而應(yīng)當理解，可以以各種形式實現(xiàn)本公開而不應(yīng)被這里闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠?qū)⒈竟_的范圍完整的傳達給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。需要說明的是，在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。

土體取樣裝置實施例：

參見圖1至圖3，圖中示出了本發(fā)明實施例提供的土體取樣裝置的優(yōu)選結(jié)構(gòu)。如圖所示，該土體取樣裝置包括：框體1和切土板2。其中，框體1設(shè)置有開口端，框體1的開口端與切土板2可拆卸連接。并且，當框體1與切土板2連接在一起時，框體1與切土板2圍設(shè)成用于容納所取土樣的容置腔11。具體地，框體1的內(nèi)部中空，框體1的至少一端設(shè)置有開口，其中的一個開口端與切土板2為可拆卸連接。優(yōu)選的，容置腔11的尺寸與所取土樣的尺寸相匹配。

具體實施時，框體1的開口端與切土板2的可拆卸連接可以為螺栓連接。在框體1的開口端處設(shè)置有連接板7，該連接板7與框體1為垂直設(shè)置，該連接板7上開設(shè)有第一螺栓孔71。切土板2的尺寸大于框體1開口端的端部的尺寸，切土板2對應(yīng)于第一螺栓孔71的位置處開設(shè)有第二螺栓孔22，螺栓依次穿設(shè)于第一螺栓孔71和第二螺栓孔22且與螺母相連接。具體實施時，第一螺栓孔71和第二螺栓孔22的形狀均可以為圓形、方形等，本實施例對此不做任何限制。

優(yōu)選的，框體1的外壁還可以設(shè)置有把手13，便于人工提起該框體。

參見圖4至圖6，土體取樣時，選取一個合適的土體取樣的場地，在該場地開挖基坑8。根據(jù)所取土樣的高度在基坑8的其中一個側(cè)壁上做出標注線，將切土板2從標注線處插入基坑8該側(cè)壁的土體中。根據(jù)所取土樣的尺寸將切土板2周邊的土體剔除，切土板2上剩余的土體則為所取土樣。用框體1扣設(shè)于所取土樣，并將框體1與切土板2用螺栓連接，從而完成了土體取樣。

具體實施時，切土板2可以通過千斤頂從標注線處頂入基坑側(cè)壁的土體中?？蝮w1的內(nèi)部尺寸與所取土樣的尺寸相匹配，由于切土板2與框體1的開口端的端部相固定，所以切土板2的尺寸大于框體1的開口端的端部的尺寸，則切土板2的尺寸大于所取土樣的尺寸，當將切土板2周邊的土體剔除之后，還應(yīng)該將切土板2上多余的土體剔除，這時，切土板2上剩余的土體為所取土樣。

可以看出，本實施例中，切土板2將所取土樣從土體中分離出來，框體1扣設(shè)于所取土樣，通過框體1與切土板2可拆卸連接，實現(xiàn)了所取土樣的采集，不僅使得所取土樣的體積可以根據(jù)實際需要來確定，而且所取的土樣無擾動，土樣無損壞，進而使得所取土樣能夠更好地模擬半無限狀態(tài)的原狀地基土體，從而確保了基礎(chǔ)模型的離心機試驗的正常進行，提高了試驗結(jié)果的準確度，解決了現(xiàn)有技術(shù)中人工切取土樣的體積受到限制導(dǎo)致該土樣無法模擬半無限狀態(tài)的原狀地基土體進而使得基礎(chǔ)模型的離心機試驗無法進行的問題，并且，該土體取樣裝置結(jié)構(gòu)簡單，易于操作。

上述實施例中，該框體1可以為兩端開口且內(nèi)部中空的柱狀體，具體地，該框體1的兩端均為開口端，其中一個開口端與切土板2可拆卸連接。該框體1可以為方形、圓形等，具體實施時，框體1的形狀可以根據(jù)所取土樣的形狀來確定，本實施例對此不做任何限制。

參見圖3，上述實施例中，切土板2的其中一個側(cè)邊設(shè)置有切割刃21。土體取樣時，將切土板2上帶有切割刃21的側(cè)邊從標注線處插入基坑側(cè)壁的土體中。具體實施時，千斤頂?shù)囊欢送ㄟ^墊塊頂靠于基坑的與帶有標注線的側(cè)壁相對另一側(cè)壁，千斤頂?shù)牧硪欢藢⑶型涟?帶有切割刃21的側(cè)邊頂入帶有標注線的側(cè)壁的土體中。

可以看出，本實施中，通過在切土板2上設(shè)置切割刃21，使得切土板2能夠更好地插入基坑側(cè)壁的土體中，簡單、方便。

上述實施例中，該裝置還可以包括：擋板。其中，擋板垂直連接于切土板2，并且擋板與切割刃21為相對設(shè)置。具體地，千斤頂可以通過該擋板將切土板2帶有切割刃21的側(cè)邊頂入土體中。

可以看出，本實施例中，通過設(shè)置擋板，能夠使得千斤頂在將切土板2頂入土體中時切土板2的受力更加均勻，切土板2能夠更好地插入土體中。

綜上所述，本實施例中，切土板2將所取土樣從土體中分離出來，框體1扣設(shè)于所取土樣，通過框體1與切土板2可拆卸連接，實現(xiàn)了所取土樣的采集，不僅使得所取土樣的體積可以根據(jù)實際需要來確定，而且所取的土樣無擾動，土樣無損壞，進而使得所取土樣能夠更好地模擬半無限狀態(tài)的原狀地基土體，從而確保了基礎(chǔ)模型的離心機試驗的正常進行，提高了試驗結(jié)果的準確度，并且，該土體取樣裝置結(jié)構(gòu)簡單，易于操作。

土體取樣系統(tǒng)實施例：

本發(fā)明還提出一種土體取樣系統(tǒng)。參見圖7，圖7為本發(fā)明實施例提供的土體取樣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，該系統(tǒng)包括：升降裝置和上述的土體取樣裝置。其中，升降裝置與土體取樣裝置中的框體1相連接，升降裝置用于升降土體取樣裝置。土體取樣裝置的具體實施過程參見上述說明即可，本實施例在此不再贅述。

工作時，土體取樣裝置中的框體1和切土板2將所取土樣扣設(shè)于容置腔11內(nèi)，升降裝置將土體取樣裝置上升或者下降至所需地點，以便工作人員對土體取樣裝置內(nèi)的所取土樣進行處理。

可以看出，本實施例中，土體取樣裝置實現(xiàn)了對所取土樣進行采集，不僅使得所取土樣的體積可以根據(jù)實際需要來確定，而且所取的土樣無擾動，土樣無損壞，提高了試驗結(jié)果的準確度，并且，升降裝置將土體取樣裝置升降至所需的高度，以便工作人員進行相應(yīng)的處理，方便簡單，易于實現(xiàn)。

參見圖7，上述實施例中，升降裝置可以包括：架體3、搖桿4、繩索5、第一滑輪6和第二滑輪12。其中，搖桿4可轉(zhuǎn)動地連接于架體3，第一滑輪6設(shè)置于架體3的頂部，第二滑輪12設(shè)置于框體1的外壁。繩索5的一端連接于搖桿4，繩索5依次繞設(shè)于第一滑輪6和第二滑輪12，并且，繩索5的另一端與架體3的頂部相連接。具體地，架體3可以為長方體框架，搖桿4設(shè)置于架體3的一個側(cè)面，并且搖桿4可相對于架體3轉(zhuǎn)動。繩索5的一端與搖桿4相固定，繩索5的另一端固定于架體3的頂部。

本實施例是以升降裝置將土體取樣裝置上升至預(yù)設(shè)位置為例進行介紹的，其中，預(yù)設(shè)位置可以根據(jù)實際情況來確定，本實施例對此不作任何限制。工作時，搖桿4轉(zhuǎn)動，連接于搖桿4的繩索5就會跟隨搖桿4一起轉(zhuǎn)動，從而繩索5纏繞于搖桿4上，由于繩索5的另一端與架體3的頂部相固定，并且繩索5繞設(shè)于第一滑輪6和第二滑輪12，所以搖桿4的轉(zhuǎn)動使得繩索5的長度減少，從而帶動土體取樣裝置中的框體1向上運動，實現(xiàn)了土體取樣裝置的上升。

可以看出，本實施例中，升降裝置利用搖桿4和滑輪即可實現(xiàn)土體取樣裝置的上升，結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)。

綜上所述，本實施例中，土體取樣裝置實現(xiàn)了對所取土樣進行采集，不僅使得所取土樣的體積可以根據(jù)實際需要來確定，而且所取的土樣無擾動，土樣無損壞，提高了試驗結(jié)果的準確度，并且，升降裝置將土體取樣裝置升降至所需的高度，以便工作人員進行相應(yīng)的處理，方便簡單，易于實現(xiàn)。

土體取樣方法實施例：

本發(fā)明還提出一種土體取樣方法。參見圖8，圖8為本發(fā)明實施例提供的土體取樣方法的流程圖。如圖所示，該方法包括如下步驟：

第一步驟S1，在土體取樣的場地開挖具有預(yù)設(shè)尺寸的基坑。

具體地，選取合適的土體取樣場地，在選取的土體取樣場地開挖基坑8。具體實施時，預(yù)設(shè)尺寸可以根據(jù)實際情況來確定，本實施例對此不作任何限制。

第二步驟S2，根據(jù)所取土樣的高度將切土板插入基坑側(cè)壁的土體中。

具體地，根據(jù)所取土樣的高度在基坑8的其中一個側(cè)壁上做出標注線，將切土板2從標注線處插入基坑該側(cè)壁的土體中。具體實施時，切土板2可以通過千斤頂從標注線處頂入基坑側(cè)壁的土體中。當切土板2的其中一個側(cè)邊設(shè)置有切割刃21時，將切土板2有切割刃21的側(cè)邊插入基坑側(cè)壁的土體中。

第三步驟S3，根據(jù)所取土樣的尺寸對切土板周邊的土體進行剔除，切土板上剩余的土體確定為所取土樣。

具體地，根據(jù)所取土樣的尺寸將切土板2周邊的土體剔除。具體實施時，由于切土板2與框體1的開口端的端部相固定，所以切土板2的尺寸大于框體1的開口端的端部的尺寸，又由于框體1的內(nèi)部尺寸與所取土樣的尺寸相匹配，所以切土板2的尺寸大于所取土樣的尺寸，當切土板2周邊的土體剔除之后，還需要根據(jù)所取土樣的尺寸將切土板2上多余的土體剔除，這時，切土板2上剩余的土體為所取土樣。

第四步驟S4，用框體扣設(shè)于所取土樣，并將框體與切土板相連接。

具體地，用框體1扣設(shè)于所取土樣，并對框體1與所取土樣之間的縫隙進行填充，使得所取土樣穩(wěn)定地置于框體1內(nèi)，避免所取土樣與框體1之間存在縫隙使得所取土樣晃動導(dǎo)致所取土樣的損壞。然后，將框體1與切土板2用螺栓連接，從而完成土體取樣。

可以看出，本實施例中，通過切土板2插入土體中，并將切土板2周邊的多余土體剔除，切土板2剩余的土體即為所取土樣，用框體1扣設(shè)所取土樣，再將框體1與切土板2可拆卸連接，實現(xiàn)了所取土樣的采集，不僅使得所取土樣的體積可以根據(jù)實際需要來確定，而且所取的土樣無擾動，土樣無損壞，進而使得所取土樣能夠更好地模擬半無限狀態(tài)的原狀地基土體，從而確保了基礎(chǔ)模型的離心機試驗的正常進行，提高了試驗結(jié)果的準確度。

參見圖9，圖9為本發(fā)明實施例提供的土體取樣方法的又一流程圖。如圖所示，上述實施例中，在第四步驟S4之后，還可以包括：

第五步驟S5，將框體吊升至預(yù)設(shè)位置。

具體地，在第四步驟S4中，框體1與切土板2相固定，所取土樣置于框體1與切土板2圍設(shè)成的容置腔11內(nèi)。用升降裝置將框體1吊升至預(yù)設(shè)位置，具體實施時，預(yù)設(shè)位置可以根據(jù)實際需要來確定，本實施例對此不做任何限制。其中，升降裝置的具體實施過程參見上述說明即可，本實施例在此不再贅述。

可以看出，本實施例中，將框體1吊升至預(yù)設(shè)位置，便于工作人員進行相應(yīng)的處理，操作簡單，方便操作。

上述實施例中，第二步驟S2中，根據(jù)所取土樣的高度在基坑側(cè)壁的土體開挖凹槽9，切土板從凹槽9插入基坑側(cè)壁的土體中。

具體地，根據(jù)所取土樣的高度在基坑8的其中一個側(cè)壁上做出標注線，在該基坑側(cè)壁的標注線處開挖凹槽9，將切土板2從凹槽9處插入基坑側(cè)壁的土體中。

可以看出，本實施例中，通過在基坑側(cè)壁的土體開挖凹槽9，便于切土板2插入基坑側(cè)壁的土體中。

參見圖3至圖5，上述實施例中，凹槽的深度x小于等于切土板長度L的1/2，凹槽的高度h小于等于切土板的厚度t。這是因為，若凹槽9的深度x大于切土板2長度L的1/2，容易使得凹槽9不穩(wěn)定，凹槽9易坍塌，則凹槽9周圍的土體受到擾動，從而使得該土體無法模擬半無限狀態(tài)的原狀地基土體。若凹槽9的高度h大于切土板2的厚度t，切土板2插入凹槽9內(nèi)，切土板2并不能將凹槽9充滿，使得凹槽9與切土板2之間預(yù)留有間隙，該間隙容易使得凹槽9上方的土體坍塌，從而使得該土體無法模擬半無限狀態(tài)的原狀地基土體。

可以看出，本實施例中，通過限制凹槽9的尺寸，不僅使得切土板更好地插入土體中，而且避免了凹槽9周圍的土體坍塌，使得凹槽9周圍的土體不受擾動。

綜上所述，本實施例中，通過切土板2插入土體中，并將切土板2周邊的多余土體剔除，切土板2剩余的土體即為所取土樣，用框體1扣設(shè)所取土樣，再將框體1與切土板2可拆卸連接，實現(xiàn)了所取土樣的采集，不僅使得所取土樣的體積可以根據(jù)實際需要來確定，而且所取的土樣無擾動，土樣無損壞，進而使得所取土樣能夠更好地模擬半無限狀態(tài)的原狀地基土體，從而確保了基礎(chǔ)模型的離心機試驗的正常進行，提高了試驗結(jié)果的準確度。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。