一種用于原狀粗粒土側(cè)壁防滲的取樣裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于原狀粗粒土側(cè)壁防滲的取樣裝置，解決的技術(shù)問(wèn)題是：針對(duì)原狀粗粒土室內(nèi)滲透試驗(yàn)因樣品與套筒間側(cè)壁滲漏引起數(shù)據(jù)偏差，所得結(jié)果難以反映土樣客觀滲透特性的問(wèn)題。采用的技術(shù)方案：包括取樣內(nèi)筒和錐形外筒；所述取樣內(nèi)筒包括內(nèi)筒和箍環(huán)；所述內(nèi)筒由不少于兩塊的筒片組成的分離式筒體；所述內(nèi)筒的一端設(shè)有刃口；所述箍環(huán)設(shè)置在內(nèi)筒的外周，用于固定內(nèi)筒使得內(nèi)筒成一個(gè)整體；所述錐形外筒套裝在取樣內(nèi)筒上，錐形外筒與取樣內(nèi)筒的內(nèi)筒之間形成空間；所述錐形外筒的筒底與取樣內(nèi)筒的內(nèi)筒筒底之間沒(méi)有間隙。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種用于原狀粗粒土側(cè)壁防滲的取樣裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種用于原狀粗粒土側(cè)壁防滲的取樣裝置，是一種用于解決顆粒間接觸粗糙不平、粘結(jié)性較低的一類(lèi)粗粒土室內(nèi)滲透時(shí)常遇的側(cè)壁滲漏難題，尤其針對(duì)土樣與套筒間接觸不密實(shí)，留有潛在滲流通道的一類(lèi)樣品試驗(yàn)結(jié)果跟實(shí)際偏差較大的難題而設(shè)計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002]采用筒狀取樣器獲取原狀土開(kāi)展室內(nèi)滲透是土體滲透特性研究最為普遍的一種試驗(yàn)手段。然而對(duì)粘結(jié)性較低的粗粒土而言，顆粒的大小不一使其跟器壁接觸時(shí)無(wú)法充分密實(shí)，留有較大孔徑的滲漏通道，試驗(yàn)水流經(jīng)樣品截面時(shí)總是沿最大流量的路徑優(yōu)先通過(guò)而非完全在土樣內(nèi)部流通，因此所得數(shù)據(jù)難以客觀反映考察對(duì)象的真實(shí)特征。以往試驗(yàn)人員取樣前常將乳膠、油泥等柔性材料涂抹于取樣器內(nèi)壁進(jìn)行密封堵水，然而偏差依然較大的試驗(yàn)數(shù)據(jù)證明此法效果不甚理想。本實(shí)用新型靈活組配內(nèi)外兩層取樣筒，通過(guò)內(nèi)筒的先裝配后脫離步驟，帶來(lái)側(cè)壁蠟液充填機(jī)會(huì)，進(jìn)而發(fā)揮錐形外筒的止漏優(yōu)勢(shì)阻止熔融蠟液流失，最終蠟液以隨抽隨填的形式充入內(nèi)筒所留空隙，待蠟液冷凝便可裝配至室內(nèi)滲透系統(tǒng)展開(kāi)測(cè)試。利用此種組合裝配式取樣器采集樣品開(kāi)展?jié)B透測(cè)試可有效減少側(cè)壁滲漏的發(fā)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:針對(duì)原狀粗粒土室內(nèi)滲透試驗(yàn)因樣品與套筒間側(cè)壁滲漏引起數(shù)據(jù)偏差，所得結(jié)果難以反映土樣客觀滲透特性的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種有效防止粗粒土側(cè)壁滲漏的用于原狀粗粒土側(cè)壁防滲的取樣裝置。
[0004]本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是:
[0005]一種用于原狀粗粒土側(cè)壁防滲的取樣裝置，包括取樣內(nèi)筒和錐形外筒；所述取樣內(nèi)筒包括內(nèi)筒和箍環(huán)；所述內(nèi)筒由不少于兩塊的筒片組成的分離式筒體；所述內(nèi)筒的一端設(shè)有刃口 ；所述箍環(huán)設(shè)置在內(nèi)筒的外周，用于固定內(nèi)筒使得內(nèi)筒成一個(gè)整體；所述錐形外筒套裝在取樣內(nèi)筒上，錐形外筒與取樣內(nèi)筒的內(nèi)筒之間形成空間；所述錐形外筒的筒底與取樣內(nèi)筒的內(nèi)筒筒底之間沒(méi)有間隙。
[0006]本實(shí)用新型的用于原狀粗粒土側(cè)壁防滲的取樣裝置包括取樣內(nèi)筒和錐形外筒；取樣內(nèi)筒包括內(nèi)筒和箍環(huán)；內(nèi)筒由兩塊的筒片組成的分離式筒體；所述內(nèi)筒的一端設(shè)有刃口 ；所述箍環(huán)設(shè)置在內(nèi)筒的外周，用于固定內(nèi)筒使得內(nèi)筒成一個(gè)整體；所述錐形外筒套裝在取樣內(nèi)筒上，錐形外筒與取樣內(nèi)筒的內(nèi)筒之間形成空間；所述錐形外筒的筒底與取樣內(nèi)筒的內(nèi)筒筒底之間沒(méi)有間隙。
[0007]本實(shí)用新型所述內(nèi)筒的高度大于其寬度的兩倍。主要為滿足數(shù)據(jù)采集精度而設(shè)，因?yàn)闈B流路徑與入滲面積的比值太小會(huì)導(dǎo)致水流快速通過(guò)樣品而數(shù)據(jù)還來(lái)不及采集記錄，即便采集到數(shù)據(jù)也會(huì)因水流并未在樣品內(nèi)充分循環(huán)而帶有較大的偏差。因此適當(dāng)?shù)母邔挶饶芨脻M足精度要求，得出更客觀真實(shí)的試驗(yàn)結(jié)果。
[0008]本實(shí)用新型中的筒片采用現(xiàn)有技術(shù)中的鋼片制成，本實(shí)用新型優(yōu)先采用現(xiàn)有技術(shù)中的厚度為1-1.5mm的鋼片。
[0009]為使蠟液充分填充筒片抽離后所留空隙，步驟e中所述錐形外筒被制成錐形。保證澆注的蠟液穩(wěn)定于空間內(nèi)供持續(xù)的隨抽隨填，真正實(shí)現(xiàn)空隙的密實(shí)填充。另外錐形外筒的錐角A為15-30°的錐角即滿足蠟液充分供應(yīng)，又盡量減小試樣的占用空間。
[0010]從生產(chǎn)、加工工藝的簡(jiǎn)單性和操作的可靠性，本實(shí)用新型中的內(nèi)筒為圓柱形。所述步驟e中所述的錐形外筒的高度與內(nèi)筒的高度相等。
[0011 ] 本實(shí)用新型中所述的錐角，表示為錐形外筒的外壁與錐形外筒自身的豎直中心線所形成的角度。
[0012]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比:1、針對(duì)性強(qiáng)、一勞永逸。本實(shí)用新型從現(xiàn)場(chǎng)取樣環(huán)節(jié)入手，力求問(wèn)題的一次性解決，避免了室內(nèi)再處理時(shí)對(duì)樣品的二次擾動(dòng)；2、材料充填密實(shí)、防漏效果明顯。常規(guī)的筒內(nèi)壁涂抹黃油、凡士林、油泥等材料防側(cè)漏的方法，考慮其全試驗(yàn)段均勻涂抹的要求，較適用于非原狀的重塑土滲透測(cè)試，分段涂抹后重塑填土宜達(dá)密實(shí)充填的效果。然而對(duì)于原狀粗粒土而言，取樣時(shí)的一次性整體操作流程決定了難以實(shí)現(xiàn)防水材料的全內(nèi)壁密實(shí)填充，留下不均勻滲水空隙依然造成試驗(yàn)結(jié)果誤差較大，本實(shí)用新型隨抽筒片隨填充蠟液的技術(shù)手段很好的解決了防水材料充填不密實(shí)的難題；3、裝置間組合方式有機(jī)、高效、緊密。本實(shí)用新型采用的錐形外筒便于實(shí)現(xiàn)與內(nèi)筒的無(wú)縫連接，有效解決石蠟液體易流失問(wèn)題，另外通過(guò)內(nèi)筒的先裝配后分離留出土樣和外筒壁的間隙供蠟液填充，此種組合方式更易實(shí)現(xiàn)防水材料密實(shí)填充，增強(qiáng)試驗(yàn)樣品的整體穩(wěn)固性；4、更好發(fā)揮防水材料特性。本實(shí)用新型采用蠟液作防水材料，其溶點(diǎn)低、流動(dòng)快、可塑性強(qiáng)及防水性能好的特點(diǎn)結(jié)合外壁持續(xù)加熱操作，給筒片提拉提供更富裕的操作時(shí)間，因而更易實(shí)現(xiàn)防水材料的全側(cè)壁密實(shí)填充。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型的取樣內(nèi)筒的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是本實(shí)用新型的澆注蠟液的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3是本實(shí)用新型的滲透試驗(yàn)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]其中，1、取樣內(nèi)筒，2、內(nèi)筒，2-1、筒片，3、箍環(huán)，4、錐形外筒，5、空間，6、滲透儀，7、
土樣，8、蠟液。
【具體實(shí)施方式】
[0017]為使本實(shí)用新型的內(nèi)容更加明顯易懂，以下結(jié)合附圖1-圖3和【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步的描述。
[0018]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0019]本實(shí)用新型的用于原狀粗粒土側(cè)壁防滲的取樣裝置包括取樣內(nèi)筒I和錐形外筒
4；[0020]取樣內(nèi)筒I包括內(nèi)筒2和箍環(huán)3。
[0021]本實(shí)用新型的裝置用于解決顆粒間接觸粗糙不平、粘結(jié)性較低的一類(lèi)粗粒土室內(nèi)滲透時(shí)常遇的側(cè)壁滲漏難題；亦適宜解決顆粒間雖接觸緊密但顆粒與側(cè)壁較難密實(shí)，其間留有潛在滲流通道的一類(lèi)砂性土室內(nèi)滲透結(jié)果偏差較大的問(wèn)題的有效防止粗粒土側(cè)壁滲漏的原狀取樣方法中。
[0022]一種有效防止粗粒土側(cè)壁滲漏的原狀取樣方法:包括如下步驟:
[0023]本實(shí)用新型的一種有效防止粗粒土側(cè)壁滲漏的原狀取樣方法，包括如下步驟:
[0024]a、將取樣內(nèi)筒I豎直放置在野外待取土層上方，向下錘擊取樣內(nèi)筒1，使得取樣內(nèi)筒I入土 2-4cm ;所述取樣內(nèi)筒I包括內(nèi)筒2和箍環(huán)3 ；
[0025]b、挖除取樣內(nèi)筒I周?chē)耐馏w；
[0026]C、依次重復(fù)步驟a和步驟b，直至取樣內(nèi)筒I內(nèi)的空間被土樣7全部填滿；
[0027]d、沿取樣內(nèi)筒I的筒底根部將土樣7截?cái)?，把土?連同取樣內(nèi)筒I 一起取出；
[0028]e、取掉取樣內(nèi)筒I上的箍環(huán)3，將取樣內(nèi)筒I上的內(nèi)筒2連同土樣7整體放入錐形外筒4內(nèi)，錐形外筒4與取樣內(nèi)筒I的內(nèi)筒2之間形成空間5 ;所述錐形外筒4的筒底與取樣內(nèi)筒I的內(nèi)筒2筒底之間沒(méi)有間隙；
[0029]f、將熔融蠟液8澆注到空間5內(nèi)，上提內(nèi)筒l_2cm ；
[0030]g、重復(fù)步驟f，直至內(nèi)筒2取出，蠟液8密實(shí)充填滿整個(gè)空間5及取走內(nèi)筒2后流出的間隙；
[0031]h、待蠟液8冷凝后，將填滿蠟液8的錐形外筒4連同土樣一起放入滲透儀6內(nèi)，用于室內(nèi)滲透試驗(yàn)。
[0032]此取樣方法，步驟a中的取樣內(nèi)筒I防止在野外待取土層上方時(shí)，需將內(nèi)筒2上設(shè)有刃口一端直接與土層接觸，其目的是使得，在錘擊時(shí)，取樣內(nèi)筒I進(jìn)入土里的阻力小。
[0033]本實(shí)用新型中的取樣內(nèi)筒I的內(nèi)筒2由不少于兩塊的筒片2-1組成的分離式筒體，這里所提到的筒片2-1數(shù)量為不少于兩塊。其主要取決于步驟f和步驟g中，蠟液是否完全填滿整個(gè)空間5 ;步驟f中在澆注蠟液的過(guò)程為，上提內(nèi)筒l-2cm的高度，澆注蠟液；再上提內(nèi)筒2到l-2cm的高度，再澆注蠟液；依次重復(fù)直至蠟液充填滿整個(gè)空間5 ;此步驟中上提內(nèi)筒2為，一塊塊的上提，所以?xún)?nèi)筒2的數(shù)量直接影響到，蠟液充填滿整個(gè)空間5的精度。內(nèi)筒2數(shù)量越多，蠟液充填滿整個(gè)空間5的精度越高；反之，蠟液充填滿整個(gè)空間5的精度越低。因此，內(nèi)筒2數(shù)量的多少，對(duì)本實(shí)用新型不會(huì)產(chǎn)生實(shí)質(zhì)的變化。
[0034]本實(shí)用新型的用于原狀粗粒土側(cè)壁防滲的取樣裝置包括取樣內(nèi)筒I和錐形外筒
4;取樣內(nèi)筒I包括內(nèi)筒2和箍環(huán)3 ;內(nèi)筒2由兩塊的筒片2-1組成的分離式筒體；所述內(nèi)筒2的一端設(shè)有刃口 ；所述箍環(huán)3設(shè)置在內(nèi)筒2的外周，用于固定內(nèi)筒2使得內(nèi)筒2成一個(gè)整體；所述錐形外筒4套裝在取樣內(nèi)筒I上，錐形外筒4與取樣內(nèi)筒I的內(nèi)筒2之間形成空間
5;所述錐形外筒4的筒底與取樣內(nèi)筒I的內(nèi)筒2筒底之間沒(méi)有間隙。
[0035]本實(shí)用新型所述內(nèi)筒2的高度大于其寬度的兩倍。主要為滿足數(shù)據(jù)采集精度而設(shè)，因?yàn)闈B流路徑與入滲面積的比值太小會(huì)導(dǎo)致水流快速通過(guò)樣品而數(shù)據(jù)還來(lái)不及采集記錄，即便采集到數(shù)據(jù)也會(huì)因水流并未在樣品內(nèi)充分循環(huán)而帶有較大的偏差。因此適當(dāng)?shù)母邔挶饶芨脻M足精度要求，得出更客觀真實(shí)的試驗(yàn)結(jié)果。
[0036]本實(shí)用新型中的筒片2-1采用現(xiàn)有技術(shù)中的鋼片制成，本實(shí)用新型優(yōu)先采用現(xiàn)有技術(shù)中的厚度為1-1.5mm的鋼片。
[0037]為使蠟液充分填充筒片2-1抽離后所留空隙，步驟e中所述錐形外筒4被制成錐形。保證澆注的蠟液穩(wěn)定于空間5內(nèi)供持續(xù)的隨抽隨填，真正實(shí)現(xiàn)空隙的密實(shí)填充。另外錐形外筒4的錐角A為15-30°的錐角即滿足蠟液充分供應(yīng)，又盡量減小試樣的占用空間。
[0038]從生產(chǎn)、加工工藝的簡(jiǎn)單性和操作的可靠性，本實(shí)用新型中的內(nèi)筒2為圓柱形。所述步驟e中所述的錐形外筒4的高度與內(nèi)筒2的高度相等。
[0039]本實(shí)用新型設(shè)備的工作過(guò)程如下所述:
[0040]野外選準(zhǔn)取樣場(chǎng)地后將直徑12cm，高25cm的柱形取樣內(nèi)筒I內(nèi)的分離式內(nèi)筒2(該內(nèi)筒事先被箍環(huán)固定成整體結(jié)構(gòu))的刃口端置于待取土層上方，內(nèi)筒2上方墊一塊錘擊時(shí)均勻傳力的圓形木板(直徑15cm、厚1cm)。使用鐵錘將內(nèi)筒2整體錘擊入土 2~4cm,用鐵鍬挖除內(nèi)筒周?chē)鶬~2倍筒徑、3~5cm深度范圍內(nèi)的土體，達(dá)到清除內(nèi)筒繼續(xù)下進(jìn)時(shí)箍環(huán)的潛在障礙之目的；如此持續(xù)的重復(fù)錘擊、挖土進(jìn)程，直至內(nèi)筒2入土深度達(dá)取樣要求(即筒內(nèi)空間被土體填實(shí))，任選一面開(kāi)槽清土使內(nèi)筒周邊呈現(xiàn)臨空面，用鐵鍬順?biāo)_(kāi)槽道于內(nèi)筒底部將土樣截?cái)嗪笳w取出放置于平板上；在保持內(nèi)筒2筒壁緊貼所取土樣的前提下，小心取掉內(nèi)筒2外圍所有箍環(huán)3，隨即在內(nèi)筒2外圍套上事先加工成套的錐形外筒4，內(nèi)筒2與錐形外筒4之間形成一個(gè)筒底封閉的錐形空腔5，繼而將熔融蠟液8澆滿整個(gè)錐形空腔5，外部加熱器持續(xù)工作用以保證蠟液8的熔融狀態(tài)，用手或提拉工具緩慢向上提拉筒片2-1，隨著筒片2-1的緩慢提升，土樣周邊自底至上隨即留出環(huán)形空隙，液壓作用下熔融狀態(tài)的蠟液8隨即填充其中，如此逐片提拉直至各筒片2-1 —一取出，停止外部加熱器待蠟液8冷凝。經(jīng)上述方法處理的樣品安放至室內(nèi)滲透儀的樣品盛放箱內(nèi)便可開(kāi)展相關(guān)滲透測(cè)試工作。
[0041]對(duì)比例
[0042]為直觀展示本發(fā)明對(duì)室內(nèi)滲透數(shù)據(jù)真實(shí)性的提高程度，現(xiàn)對(duì)同種土質(zhì)采用不同取樣方法制成的相同尺寸試驗(yàn)樣品在同等試驗(yàn)條件下所得滲透系數(shù)加以對(duì)比分析:
[0043]表1中國(guó)核廢料處置庫(kù)甘肅北山預(yù)選區(qū)F4斷層核部(中粗粒粉土)滲透參數(shù)
[0044]
【權(quán)利要求】
1.一種用于原狀粗粒土側(cè)壁防滲的取樣裝置，其特征在于，包括取樣內(nèi)筒(I)和錐形外筒(4);所述取樣內(nèi)筒(I)包括內(nèi)筒(2)和箍環(huán)(3);所述內(nèi)筒(2)由不少于兩塊的筒片(2-1)組成的分離式筒體；所述內(nèi)筒(2)的一端設(shè)有刃口 ；所述箍環(huán)(3)設(shè)置在內(nèi)筒(2)的外周，用于固定內(nèi)筒(2)使得內(nèi)筒(2)成一個(gè)整體；所述錐形外筒(4)套裝在取樣內(nèi)筒(I)上，錐形外筒(4)與取樣內(nèi)筒(I)的內(nèi)筒(2)之間形成空間(5);所述錐形外筒(4)的筒底與取樣內(nèi)筒(I)的內(nèi)筒(2)筒底之間沒(méi)有間隙。
2.如權(quán)利要求1所述的用于原狀粗粒土側(cè)壁防滲的取樣裝置，其特征在于，所述內(nèi)筒(2)的高度大于兩倍的內(nèi)筒(2)的寬度。
3.如權(quán)利要求1所述的用于原狀粗粒土側(cè)壁防滲的取樣裝置，其特征在于，所述筒片(2-1)的厚度為1-1.5_。
4.如權(quán)利要求1所述的用于原狀粗粒土側(cè)壁防滲的取樣裝置，其特征在于，所述錐形外筒(4)的錐角A為15。-30。。
5.如權(quán)利要求1所述的用于原狀粗粒土側(cè)壁防滲的取樣裝置，其特征在于，所述內(nèi)筒(2)為圓柱形。
6.如權(quán)利要求1所述的用于原狀粗粒土側(cè)壁防滲的取樣裝置，其特征在于，所述的錐形外筒(4)的高度與內(nèi)筒(2)的高度相等。
【文檔編號(hào)】G01N1/08GK203587379SQ201320682615
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月31日
【發(fā)明者】郭亮, 李曉昭, 程夢(mèng)林, 周圣騫 申請(qǐng)人:南京大學(xué)