一种红层软岩原状样取样装置及取样方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111307509A(43)申请公布日2020.06.19(21)申请号202010292928.7(22)申请日2020.04.15(71)申请人河海大学地址211100江苏省南京市鼓楼区西康路1号(72)发明人徐卫亚胡明涛王如宾王环玲徐伟张涛黄威(74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所(普通合伙)32204代理人吴飞(51)Int.Cl.G01N1/08(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种红层软岩原状样取样装置及取样方法(57)摘要本发明公开一种红层软岩原状样取样装置及取样方法，该取样装置包括装置底座，其上设有承台，该承台上方架设有支撑架；还包括位于承台上方的活动取样部件，其包括试样模具以及用于调节模具竖向位置的丝杠，其中，丝杠包括丝杠支撑座和丝杆，丝杠支撑座与支撑架顶部固定，丝杆底部与试样模具可拆卸连接；试样模具底部为锯齿状。取样方法为：在试样模具内部涂抹凡士林，取较为平整的软岩固定在承台上，快速转动丝杆将试样模具底部锯齿嵌入软岩中；然后缓慢转动丝杆使模具垂直嵌入软岩，待贯穿软岩后，抬升试样模具与软岩分离；拆卸试样模具，取出软岩试样，蜡封。该装置能够显著减少应力历史对岩样的扰动，简单方便地在现场获取完整的原状样。CN111307509ACN111307509A权利要求书1/1页1.一种红层软岩原状样取样装置，其特征在于，包括装置底座，其上设有用于固定软岩岩样的承台，该承台上方架设有支撑架；还包括位于承台上方、与支撑架固定的活动取样部件，其包括用于钻取原状样的试样模具以及用于调节该模具竖向位置的丝杠，其中，所述丝杠包括丝杠支撑座和丝杆，丝杠支撑座与支撑架顶部固定，丝杆底部与试样模具顶部可拆卸连接、且试样模具不随丝杆转动；所述试样模具底部为锯齿状、用于初步固定软岩岩样。2.根据权利要求1所述的红层软岩原状样取样装置，其特征在于，所述支撑架包括钢框架，该钢框架两侧固定安装有侧向支座，且所述钢框架及侧向支座分别与装置底座固定。3.根据权利要求1所述的红层软岩原状样取样装置，其特征在于，所述试样模具由至少两块柱状模具板片拼接而成，相邻模具板片拼接处安装有加固铁片。4.根据权利要求3所述的红层软岩原状样取样装置，其特征在于，所述试样模具下部，加固铁片的外侧面呈斜面，且斜面宽度自上而下逐渐减小。5.根据权利要求1所述的红层软岩原状样取样装置，其特征在于，所述试样模具外部套设有橡胶保护套。6.根据权利要求1所述的红层软岩原状样取样装置，其特征在于，所述丝杆底部安装有帽头，该帽头与丝杆的连接处设有水平滑槽，且水平滑槽内设有钢珠、使得丝杆可在帽头内自由转动；所述试样模具顶部安装有压头，该压头与帽头固定连接。7.根据权利要求1所述的红层软岩原状样取样装置，其特征在于，所述丝杆顶端安装有手柄。8.根据权利要求1所述的红层软岩原状样取样装置，其特征在于，所述承台上开设有用于容纳软岩岩样的凹槽，该凹槽两侧分别安装有软岩固定部件，所述软岩固定部件包括用于夹持软岩岩样的夹板以及水平设置、用于调整夹板水平位置的旋转螺杆，该旋转螺杆一端旋入凹槽对应侧的承台内，另一端端部活动安装有钢珠，所述夹板与钢珠表面固定、并能够随钢珠转动变换夹持角度。9.根据权利要求8所述的红层软岩原状样取样装置，其特征在于，所述软岩固定部件还包括用于固定旋转螺杆的手轮。10.一种利用权利要求1所述取样装置取红层软岩原状样的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将红层软岩原状样取样装置摆放至取样现场，在试样模具内部涂抹润滑剂；S2、取现场较为平整的软岩岩样，固定在承台上，快速转动丝杆将试样模具底部锯齿嵌入软岩岩样中；S3、缓慢转动丝杆，使试样模具在旋转压力下垂直嵌入软岩岩样，待试样模具底部贯穿软岩岩样后，快速反向转动丝杆，将试样模具抬升、直至锯齿以上部分与软岩岩样分离；S4、将试样模具与丝杆底部分离，然后将软岩岩样与承台解除固定，取下试样模具，从试样模具中取出软岩试样，蜡封。2CN111307509A说明书1/3页一种红层软岩原状样取样装置及取样方法技术领域[0001]本发明涉及一种红层软岩原状样取样装置及取样方法，属于岩体力学及岩石工程领域。背景技术[0002]岩石试样的制备是进行岩石力学试验前的首要工作，大多数时候，都是在实验室中采用钻取机，再通过打磨机制备柱形试样，而红层软岩是一种由碎屑沉积而形成的极软岩，其外观以红色为主调色，主要为泥质粉砂岩、页岩、泥岩，其抗压强度不足30MPa；而且，该类岩石亲水性强、透水性弱，一旦遇到水容易发生膨胀或软化，而失去水后则容易发生收缩或崩解，在取样的过程中，由于软岩的粘土含量较大，难以将试样取出样。当前土木工程试验中，没有专门针对红