用于岩土工程物探的勘察装置及其勘察方法与流程

1.本发明涉及岩土工程的技术领域，尤其是涉及一种用于岩土工程物探的勘察装置及其勘察方法。


背景技术：

2.岩土工程物探简称地球物理勘探，它是指通过研究和观测各种地球物理场的变化来探测地层岩性、地质构造等地质调节，在岩土工程勘察技术中，经常与钻探技术配合进行，通过对岩土层进行钻孔取样然后通过物探技术进行检测分析。
3.在钻孔取样过程中，需要等待钻孔技术后，再将钻头取出，接着才能进行取样工作，从而影响了取样效率，因此仍有改进空间。


技术实现要素：

4.为了提高取样效率，本发明提供一种用于岩土工程物探的勘察装置及其勘察方法。
5.本发明提供的一种用于岩土工程物探的勘察装置及其勘察方法采用如下的技术方案：一种用于岩土工程物探的勘察装置，包括底座、取样筒以及钻孔机构；所述取样筒竖直贯穿底座，并与所述底座滑动连接。底座两侧设置有驱动件，驱动件驱使取样筒沿竖直方向上下移动；所述取样筒下端开口设置，取样筒侧壁开有供岩土排出的通口；所述钻孔机构与取样筒同步移动，所述钻孔机构在驱动件驱动下对岩土表面进行钻孔，所述取样筒跟随钻孔机构插入岩土内；所述取样筒内设置有配重盘以及驱使配重盘在取样筒内上下移动的升降机构；所述配重盘外周侧设置有隔挡布，所述配重盘设置有用于将隔挡布水平撑开的撑开装置。
6.通过采用上述技术方案，钻孔机构对岩土表面进行打孔，并结合取样筒的升降，从而达到钻孔的目的，同时，取样筒跟随钻头插入松动的岩土内，并将使松动的岩土集中在取样筒内，通过升降机构驱使配重盘下移，并使沉入配重盘沉入岩土内，并在撑开机构的驱动下隔挡布部被水平撑开，隔挡布可托载配重盘上方的岩土，然后可在升降机构的提升下，岩土可被隔挡布运至取样筒的通口处排出，从而完成取样工作，无需将钻头取出，有利于提高取样效率。
7.优选的，所述钻孔机构包括电机、与所述电机输出轴同轴固定连接的转轴以及与转轴远离电机的一端同轴固定连接的钻头；所述转轴沿取样筒轴线方向贯穿取样筒，所述钻头位于取样筒外。
8.通过采用上述技术方案，转轴在电机的转动下进行转动，并带动带动钻头转动，然后结合取样筒的升降，从而达到钻孔的目的，同时，取样筒跟随钻头插入松动的岩土内，并将使松动的岩土集中在取样筒内，以便后续的取样工作的进行。
9.优选的，所述配重盘滑动套设于转轴外周面，所述配重盘下端呈圆锥状。
10.通过采用上述技术方案，使得在取样筒插入岩土内时以及配重盘沉入岩土内时，岩土可沿配重盘的锥面滑动，并从配重盘与取样筒之间的间隙通过，并囤积在配重盘上方，以便配重盘插入松动的岩土内。
11.优选的，所述配重盘外周面开设有环形槽，所述撑开装置包括若干伸缩杆组件和若干控制机构，若干组控制机构与若干伸缩杆组件一一对应，所述伸缩杆组件水平设置，所述控制机构用于控制对应伸缩杆组件伸缩；当所述伸缩杆组件在控制机构的驱动在收纳于环形槽内时，所述隔挡布随之收纳于环形槽内；当所述伸缩杆组件在控制机构的驱动下伸出环形槽外时，所述隔挡布被撑开，所述隔挡布外周侧与取样筒内周壁抵接。
12.通过采用上述技术方案，隔挡布在控制机构以及伸缩杆组件的配合作用下进行舒展或收纳，隔挡布被撑开时隔挡布的外侧与外筒内周面抵接，便于托载更多的岩土，进而提高取样量。
13.优选的，所述伸缩杆组件包括水平固定在环形槽底壁的内杆以及滑动套设在内杆外周面的外筒；所述隔挡布下端面粘接固定于若干外筒外壁的上侧。
14.通过采用上述技术方案，外筒以及内杆滑动连接配合不仅起到了驱使隔挡布撑开和收纳的作用，同时也为隔挡布提供支撑力，有利于提高隔挡布移动时的平稳性。
15.优选的，所述控制机构包括连接绳和弹性件，所述弹性件驱使外筒往取样筒方向滑动，所述连接绳一端连接于外筒朝向取样筒内壁的一端，所述连接绳远离外筒的一端依次贯穿内杆、配重盘以及取样筒上端。
16.通过采用上述技术方案，从而通过拉动各连接绳，迫使伸缩杆组件收缩，当释放连接绳时，伸缩杆组件可在弹性件的弹力作用下伸长，便于实现控制机构对伸缩杆组件伸缩的控制作用，便于操作人员操作。
17.优选的，所述外筒内壁开设有t型槽，所述t型槽长度方向与转轴轴线平行，所述配重盘水平固定有定位杆，所述定位杆远离配重盘的一端固定有t型块，所述t型块卡接滑动于t型槽内。
18.通过采用上述技术方案，使得配重盘可沿t型槽长度方向滑动，同时避免配重盘发生转动，有利于减少连接绳相互缠绕的情况。
19.一种用于岩土工程物探的勘察装置的勘察方法，包括以下步骤：s1：安装底座：将底座的支撑柱插入岩土地面，以使底座稳固；s2：钻孔：先后启动电机和气缸，气缸驱使取样筒以及钻头下移，钻头在岩土表面打孔，取样筒紧随于钻头之后插入岩土内，松散的岩土集中于取样筒内，松散的岩土从取样筒内壁与配重盘外壁之间的间隙通过，并囤积在配重盘上端面；s3：停机取样：同时关闭电机和气缸，然后转动安装板处的螺杆，使螺杆下移，连接环在弹簧弹力作用以及连接绳的牵引作用下往下移动，外筒往远离配重盘的方向伸出，外筒远离配重盘的一端抵接于取样筒内壁，外筒伸出的过程中将隔挡布撑开，隔挡布承接配重盘上方的岩土，接着开启卷扬机，并驱使配重盘上移，隔挡布将岩土托载至取样筒的通口处后，工作人员将隔挡布表面的岩土取出并收集，完成取样工作。
20.通过采用上述技术方案，使得整个取样过程无需将钻头取出，便可完成取样工作，有利于提高取样效率。
附图说明
21.图1是本发明实施例一种用于岩土工程物探的勘察装置的整体结构示意图。
22.图2是本发明实施例一种用于岩土工程物探的勘察装置中取样筒内部结构示意图。
23.图3是本发明实施例一种用于岩土工程物探的勘察装置中伸缩杆组件与控制机构的连接示意图。
24.图4是图2中a处的放大示意图。
25.附图标记说明：1、底座；11、支撑柱；12、垫板；2、取样筒；21、支撑架；211、安装板；212、螺杆；22、通口；3、钻孔机构；31、电机；32、转轴；33、钻头；4、升降机构；5、驱动件；51、支架；52、气缸；6、配重盘；61、环形槽；62、定位杆；63、t型块；64、导向孔；7、伸缩杆组件；71、内杆；72、外筒；8、控制机构；81、连接绳；82、弹簧；83、连接环；9、隔挡布。
具体实施方式
26.以下结合附图1
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4对本发明作进一步详细说明。
27.本发明实施例公开一种用于岩土工程物探的勘察装置及其勘察方法。参照图1，用于岩土工程物探的勘察装置包括底座1、取样筒2以及钻孔机构3。底座1下端面垂直固定有四根支撑柱11，四根支撑柱11分置于底座1四个角并将底座1撑离地面。四根支撑柱11下端尖锐设置，以便插入岩土层，四根支撑柱11外周面均固定有垫板12，四块垫板12位于同一平面，取样时，使垫板12与岩土层表面抵接，以提高底座1的平稳性。
28.参照图2和图3，取样筒2竖直贯穿底座1，并与底座1滑动连接。底座1两侧固定有两组驱动件5，两组驱动件5分置于取样筒2的两侧。驱动件5包括固定在底座1上端面的支架51以及固定在支架51上的气缸52，气缸52竖直向下设置，且气缸52的活塞杆与取样筒2外周面固定，通过两组气缸52同步伸缩，从而实现取样筒2的升降功能，取样筒2下端开口设置，取样筒2下端开口边缘尖锐设置，可通过气缸52的顶推将取样筒2插入岩土内进行取样。
29.参照图2和图3，钻孔机构3包括电机31、与电机31输出轴同轴固定连接的转轴32以及与转轴32远离电机31的一端同轴固定连接的钻头33。取样筒2上端面固定有支撑架21，电机31固定于支撑架21顶板上端面，转轴32轴线与取样筒2轴线重合，转轴32沿取样筒2轴线方向依次贯穿支撑架21和取样筒2，并使钻头33伸出取样筒2外。通过电机31驱动转轴32转动，从而带动钻头33转动，并结合取样筒2的升降，从而达到钻孔的目的，同时，取样筒2跟随钻头33插入松动的岩土内，并将使松动的岩土集中在取样筒2内，以便后续的取样工作的进行。
30.参照图2和图3，取样筒2内设置有配重盘6以及驱使配重盘6在取样筒2内上下移动的升降机构4，升降机构4具体为卷扬机，卷扬机的牵引绳贯穿取样筒2并与配重盘6上端面固定连接。配重盘6滑动套设在转轴32外周面，钻头33位于配重盘6下方。配重盘6下部呈倒置的圆锥状，以便插入松动的岩土内。配重盘6外周面与取样筒2内壁存在间隙，以便在取样筒2插入岩土内时以及配重盘6沉入岩土内时，岩土可从配重盘6与取样筒2之间的间隙通过，并囤积在配重盘6上方。
31.参照图2和图3，配重盘6外周面开设有环形槽61，取样筒2设置有撑开装置，撑开装置包括若干伸缩杆组件7和若干控制机构8。若干组控制机构8与若干伸缩杆组件7一一对
应，控制机构8用于控制对应伸缩杆组件7伸缩，若干伸缩杆组件7周向分布于环形槽61底壁，若干伸缩杆组件7之间设置有环状的隔挡布9，隔挡布9内周侧粘接固定于环形槽61内底壁，隔挡布9用于承接岩土。当伸缩杆组件7在控制机构8的驱动在收纳于环形槽61内时，隔挡布9随之收纳于环形槽61内，以便岩土顺利通过重盘与取样筒2之间的间隙并囤积在配重盘6上方，当伸缩杆组件7在控制机构8的驱动下伸出环形槽61外时，隔挡布9被撑开，隔挡布9外周侧与取样筒2内周壁抵接，配重盘6上方的岩土落至隔挡布9上端面，在升降机构4驱使配重盘6上移时，干隔挡布9以及若干伸缩杆组件7随之上移，取样筒2外周壁开设有两个供岩土排出的通口22，两个通口22相互正对且位于取样筒2上端部，当隔挡布9移动至通口22下侧边缘时，被盛放在隔挡布9的岩土从通口22排出取样筒2外，从而达到取样目的，该取样步骤不需要取出钻头33和取样筒2，有利于提高钻孔取样的效率。
32.参照图2和图3，伸缩杆组件7包括水平固定在环形槽61底壁的内杆71，以及滑动套设在内杆71外周面的外筒72，外筒72一端开口朝向环形槽61底壁。隔挡布9下端面粘接固定于若干外筒72外壁的上侧，外筒72以及内杆71滑动连接配合不仅起到了驱使隔挡布9撑开和收纳的作用，同时也为隔挡布9提供支撑力，有利于提高隔挡布9移动时的平稳性。
33.参照图3和图4，控制机构8包括连接绳81，配重盘6内部开设有四个导向孔64，四个导向孔64与四条连接绳81一一对应，导向孔64一端连通于环形槽61底壁，另一端连通于配重盘6上端面。连接绳81一端固定于外筒72内底壁，连接绳81沿内杆71轴线贯穿内杆71，并进入对应导向孔64在环形槽61底壁的开口，然后从对应导向孔64在配重盘6上端面的开口伸出，最后沿平行于转轴32轴线方向贯穿取样筒2上端，四根连接绳81远离外筒72的一端共同固定有连接环83，连接环83位于取样筒2上端，通过上下移动连接环83，使连接绳81在连接环83的带动下，便可驱使各外筒72一起收缩至环形槽61内。
34.参照图2和图3，控制机构8还包括设在外筒72内的弹性件，弹性件具体为弹簧82。弹簧82两端分别固定于外筒72内底壁以及内杆71远离环形槽61底壁的一端，当外筒72收纳于环形槽61内时，弹簧82处于压缩状态。当释放连接环83时，外筒72在弹簧82的弹力作用下伸出环形槽61，并驱使外筒72远离环形槽61的一端抵紧于取样筒2内壁。
35.参照图2和图3，支撑架21的两个竖板之间固定有安装板211，安装板211位于支撑架21顶板的下方，连接环83位于安装板211上方，安装板211设有若干螺杆212，若干螺杆212自上而下螺纹贯穿安装板211，若干螺杆212的上端抵接于连接环83下端面。通过转动螺杆212，可迫使连接环83上移，从而达到伸缩杆组件7收缩的目的，螺杆212为连接环83提供支撑力，有利于提供连接环83的稳固性，以保持伸缩杆组件7的收缩状态。
36.参照图2和图3，外筒72内壁开设有两条开口相互正对的t型槽，t型槽长度方向与转轴32轴线平行，t型槽上端开口设置。配重盘6两侧固定有两根定位杆62，两根定位杆62远离配重盘6的一端均固定有t型块63，两个t型块63分别卡接滑动于两条t型槽内，配重盘6可沿t型槽长度方向滑动，同时避免配重盘6发生转动，配重盘6的内周侧与转轴32存在间隙，防止高速旋转的转轴32与配重盘6内周侧发生磨擦。
37.一种用于岩土工程物探的勘察装置的勘察方法，包括以下步骤：s1：安装底座：将底座1的支撑柱11插入岩土地面，以使底座1稳固；s2：钻孔：先后启动电机31和气缸52，气缸52驱使取样筒2以及钻头33下移，钻头33在岩土表面打孔，取样筒2紧随于钻头33之后插入岩土内，松散的岩土集中于取样筒2内，松
散的岩土从取样筒2内壁与配重盘6外壁之间的间隙通过，并囤积在配重盘6上端面；s3：停机取样：同时关闭电机31和气缸52，然后转动安装板211处的螺杆212，使螺杆212下移，连接环83在弹簧82弹力作用以及连接绳81的牵引作用下往下移动，外筒72往远离配重盘6的方向伸出，外筒72远离配重盘6的一端抵接于取样筒2内壁，外筒72伸出的过程中将隔挡布9撑开，隔挡布9承接配重盘6上方的岩土，接着开启卷扬机，并驱使配重盘6上移，隔挡布9将岩土托载至取样筒2的通口22处后，工作人员将隔挡布9表面的岩土取出并收集，完成取样工作；s4：当需要对更深处的岩土进行取样时，可重复步骤s2和步骤s3，对深处的岩土进行钻孔取样，整个过程无需将钻头33取出，便可完成取样工作，有利于提高取样效率。
38.以上均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。