[0001] 本发明属于取样器技术领域，特别涉及一种手持式淤泥质土取样器及其取样方法。

[0002] 淤泥质土含水量大呈流塑状，表层一定范围内土体含腐殖物、活动小生物和小孔洞较多，当需要采取淤泥质土浅层原状土进行室内试验时，一般宜采取0.5～2.5m深度范围内土样。当采用人工开槽后利用敞口薄壁取土器或薄铁皮筒直接从槽坑内取样的方法时，在人工开槽过程中，附近工人以及周围土体重力均对坑内土体有侧向挤压作用，对坑内淤泥质土体扰动较大，只能取得扰动土样，无法取得原状土样。

[0003] 目前在采取0.5～2.5m深度范围内的浅层淤泥质土原状样过程中，多采用钻机结合固定活塞薄壁取土器、水压式固定活塞薄壁取土器和敞口薄壁取土器取样。采样过程为：先对取样处的地面进行适当处理，以保证钻机和工人在设备操作过程中，下陷程度小——钻机和工人到位——取样深度以上部位的钻孔内均采用高浓度浆液进行护壁处理，以保证钻孔不出现缩颈——拆下钻孔，换上固定活塞薄壁取土器、或水压式固定活塞薄壁取土器或敞口薄壁取土器，采取原状土样。其中利用固定活塞薄壁取土器和水压式固定活塞薄壁取土器从某深度处采取原状样后，提升至地面，从取土器的顶端施工一个水压或其它压力形式，将土体从取土器挤压出来，选取较完好的土样，将其装进薄白铁皮土样管中，密封后保存；在室内试验前样，将薄白铁皮土样管整体进行冷冻处理后，从冷冻处理后的土样中制取试验样。因此，固定活塞薄壁取土器和水压式固定活塞薄壁取土器取原状试验样过程中有4次扰动，分别是⑴现场某深度土体进入取土样器的过程中，土样受到一定的挤压作用；
⑵采取水压或其它压力形式使土样从取土器中出来过程中，土样受到一定的挤压作用；⑶选取较完好的土样，在将其装进薄白铁皮土样管封密之前，淤泥质土样四周失去约束后，在自重条件和微小外力作用下，很难保持圆状样；⑷试验前，将密封保存的薄白铁皮管土样整体进行冷冻处理过程中，应严格控制冷冻温度和时间防止土样结冰膨胀破坏，从冷冻处理后的土样中制取试验样的过程中减少切削过程对土样的扰动。此外，利用敞口薄壁取土器在从某深度处采取原状样后，提升至地面后，将取样管从取土器卸下后，直接在取样管两端加盖封密，密封后保存；在室内试验前样，将取样管整体进行冷冻处理后，在一端施工压力，将土体逐渐从取样管中挤压出来，选取较完好的土样，制取试验样。敞口薄壁取土器取原状试验样过程中有3次扰动，分别是⑴现场某深度取土时，土体进入取土样器的过程中，土样受到一定的挤压作用；⑵取样管冷冻处理过程中应严格控制冷冻温度和时间防止土样结冰膨胀破坏，在一端施工压力将土体逐渐从取样管中挤压出来过程中，土样受一定挤压作用；
⑶制取试验样过程中的切削过程，对土样有一定扰动。

[0004] 也即，采用钻机结合固定活塞薄壁取土器、水压式固定活塞薄壁取土器和敞口薄壁取土器采取0.5～2.5m深度范围内的淤泥质土原状样，试验前的地面处理、钻机使用和孔内泥浆护壁处理等，使采用淤泥质土原状样成本较高，在制取原状试验样过程中受到3～4次扰动。

[0005] 因此，如何提供一种手持式淤泥质土取样器，以减小入土阻力和扰动次数，并获取原状土样，是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

[0041] 下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0042] 同时，本说明书实施例中，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

[0043] 实施例一：

[0044] 请参阅图1‑2，本发明提供了一种手持式淤泥质土取样器，所述取样器包括：施力装置、底部取样管2、薄铁皮管3、连接件和若干个扇环形活动瓣片22，所述施力装置包括可装卸式推杆1，所述可装卸式推杆1的底部设置有半圆球11；所述底部取样管2的底部的内壁上间隔设置若干个转轴21；所述底部取样管2的内部设置有一容置空间；所述薄铁皮管3卷成圆筒状，并通过胶带31进行固定，置于所述容置空间内，所述胶带31抵于所述底部取样管2的内壁；所述连接件的一端与所述可装卸式推杆1连接，所述连接件的另一端与所述底部取样管2连接；所述扇环形活动瓣片22的个数与所述转轴21的个数相同，每一个所述扇环形活动瓣片22的一端与对应的一个所述转轴21转动连接；当所述扇环形活动瓣片22的一端围绕对应的一个所述转轴21转动合围形成一个锥形面时，推动所述可装卸式推杆1穿过所述容置空间，使所述半圆球11抵于所述扇环形活动瓣片22的另一端，以维持所述锥形面；当提升所述可装卸式推杆离开所述扇环形活动瓣片时，所述扇环形活动瓣片的一端围绕对应的一个所述转轴转动回缩至所述底部取样管内，所述扇环形活动瓣片的转动角度为120°。

[0045] 具体而言，本发明提供的一种手持式淤泥质土取样器，包括施力装置、底部取样管2、薄铁皮管3、连接件和若干个扇环形活动瓣片22，底部取样管2的内部设置有一容置空间，将卷成圆筒状并通过胶带31进行固定的薄铁皮管3置于容置空间内，取样过程中，土样一直受到薄铁皮管3的保护，受到的挤压和扰动较小，取样结束后，可以直接在薄铁皮管3的两端盖上密封盖进行密封保存，减少了对土样的再次处理；连接件的一端与可装卸式推杆1连接，连接件的另一端与底部取样管2连接，底部取样管2的底部的内壁上间隔设置若干个转轴21，并设置与转轴21个数相同的扇环形活动瓣片22，使得扇环形活动瓣片22可以围绕转轴21在底部取样管2的内进行转动，当扇环形活动瓣片22的一端围绕对应的一个转轴21转动合围形成一个锥形面时，推动可装卸式推杆1穿过容置空间，使半圆球11抵于扇环形活动瓣片22的另一端，以维持所述锥形面，可以减少取样器进入预设取样深度前的入土阻力，并且保持到达预设取样深度之前，取样器内部为空腔，确保取样器获取的土样为预设取样深度处的原状土样；此外，本申请提供的手持式淤泥质土取样器结构简单、易于组装和操作。

[0046] 需要补充说明的是，向上提升可装卸式推杆1时，半圆球11远离扇环形活动瓣片22，而底部取样管2继续向下进行取样，扇环形活动瓣片22失去了半圆球11的抵压，在土体的压力作用下，逐渐向底部取样管2的内部转动，当扇环形活动瓣片22转动至与底部取样管
2的内壁贴合时，这个过程中，扇环形活动瓣片22的转动角度为120°，且扇环形活动瓣片22与薄铁皮管3不接触，可结合附图1‑9。此外，扇环形活动瓣片完全回缩至底部取样管内时，以转轴为顶点、底部取样管的底边和扇环形活动瓣片为两边长，围成的角度为120°，以保证扇环形活动瓣片经转轴转动合围时最后形成一个锥形面。

[0047] 在一些可能的实施方式中，请参阅附图10‑11，所述连接件包括：套管4，所述套管4的顶部设置有固定孔41，所述套管4的底部设置有外螺纹；所述套管4为中空结构，所述套管4的内部设置所述可装卸式推杆1，所述可装卸式推杆1在所述固定孔41处与所述套管4通过插销进行连接；顶部取样管5，所述顶部取样管5为半球形结构，所述顶部取样管5的半球形凸面上设置有顶孔51，所述顶孔51的内部设置有与所述外螺纹相适配的内螺纹，所述顶部取样管5通过所述顶孔51与所述套管4的底部螺纹连接；所述顶部取样管5的下端对称分布两个卡口52，所述顶部取样管5的下端通过所述卡口52与所述底部取样管2可拆卸式连接；
其中，所述可装卸式推杆1沿所述顶部取样管5的球心到所述顶孔51的方向在所述套管4内移动，且所述半圆球11的直径大于所述顶孔51的直径。

[0048] 本领域技术人员可以理解，连接件包括套管4和顶部取样管5，套管4的顶部设置有固定孔41，套管4的底部设置有外螺纹，套管4为中空结构，将可装卸式推杆1置于套管4内，可装卸式推杆1上设置有若干个插销孔12，且插销孔12的孔径与固定孔41的孔径相同，可装卸式推杆1在套管4内移动，当移动到所需位置时，选择合适的插销插入固定孔41处，以固定可装卸式推杆1，阻止可装卸式推杆1在套管4内移动；此外，固定孔41还可以设置为螺纹孔，通过拧紧合适的螺杆对可装卸式推杆1进行固定。顶部取样管5为半球形结构，内部中空，具有一定厚度，在顶部取样管5半球形凸面处设置顶孔51，且顶孔51的内部设置有与外螺纹相适配的内螺纹，以便顶部取样管5与套管4螺纹连接，方便拆卸、清洗；顶部取样管5的下端还对称设置两个卡口52，以与底部取样管2可拆卸式连接。

[0049] 在一些可能的实施方式中，请参阅图8，所述底部取样管2的上端对称分布有与所述卡口52相适配的卡杆23，所述底部取样管2的上端与所述顶部取样管5的下端通过所述卡口52和所述卡杆23卡接连接；所述底部取样管2由两个可拆分的半圆柱组成，且两个所述半圆柱扣合形成所述容置空间。

[0050] 这是由于，在底部取样管2的上端对称设置两个卡杆23，通过卡杆23与卡口52维持底部取样管2和顶部取样管5的紧固性，进一步的，底部取样管2可由两个可拆分的半圆柱组成，两个半圆柱通过卡扣进行连接，合围形成容置空间，用于放置薄铁皮管3。其中，卡杆23可设置在半圆柱的顶部的外壁，卡口52设置在顶部取样管5的内壁，提高安装的可操作性，并保证连接紧固。

[0051] 在一些可能的实施方式中，所述施力装置还包括：手持式圆盘7，所述手持式圆盘7的中间设置有贯穿孔；所述手持式圆盘7与所述套管4的顶部在所述贯穿孔处固定连接。

[0052] 本领域技术人员可以理解，施力装置还包括手持式圆盘7，手持式圆盘7的中间设置有贯穿孔，手持式圆盘7与套管4在贯穿孔出固定连接，通过对手持式圆盘7施加作用力，带动套管4移动，进而带动顶部取样管5、底部取样管2移动，在这个过程中可装卸式推杆1与套管4是固定连接的，因此，也可带动可装卸式推杆1一起移动。

[0053] 在一些可能的实施方式中，所述施力装置还包括：加长杆，所述加长杆的底端与所述可装卸式推杆1的顶部固定连接，所述加长杆的顶端在所述贯穿孔的外部。

[0054] 这是由于，当可装卸式推杆1的长度不够时，可以增设加长杆，通过加长杆与可装卸式推杆1的顶部固定连接。

[0055] 在一些可能的实施方式中，所述取样器还包括：若干个外圈箍6，所述外圈箍6间隔设置在所述底部取样管2的外部，用于固定所述底部取样管2。

[0056] 在一些可能的实施方式中，请参阅附图12‑13，每一个所述外圈箍6包括：圆环61，所述圆环61的一侧设置有螺纹孔62；螺杆63，所述螺杆63穿过所述螺纹孔62，与对应的螺母64螺纹连接。

[0057] 为了进一步提高底部取样管2的紧固性，在底部取样管2的外部间隔设置若干干戈外圈箍6，以固定底部取样管2，其中，每一个外圈箍6包括圆环61、螺纹孔62、螺杆63和螺母64，螺纹孔62设置在圆环61的一侧，通过螺杆63和螺母64在底部取样管2的外部对其进行紧固，并且在取样结束后，也方便拆卸。

[0058] 实施例二

[0059] 本发明提供了一种一种手持式淤泥质土取样器的取样方法，采用第一方面所述的手持式淤泥质土取样器对淤泥质土进行取样，所述取样方法包括：

[0060] 组装取样器：先组装若干个扇环形活动瓣片22、底部取样管2和薄铁皮管3，然后组装连接件和施力装置，倾斜晃动可使得所述扇环形活动瓣片22转动形成一个锥形面，并通过可装卸式推杆1底部的半圆球11进行维持；

[0061] 取样：通过所述施力装置对所述底部取样管2进行加压，使所述取样器到达预定取样深度；提升所述可装卸式推杆1，使所述半圆球11远离所述扇环形活动瓣片22；继续对所述底部取样管2进行加压，所述扇环形活动瓣片22围绕对应的一个转轴21转动回缩至所述底部取样管2内；继续对所述底部取样管2进行加压，使所述淤泥质土进入薄铁皮管3内。

[0062] 在一些可能的实施方式中，在所述取样之前还包括：在取样点周围，先铺设一层软木板或竹跳板，以减少取样人员自重对下方淤泥质土的挤压力。

[0063] 在一些可能的实施方式中，在所述样品密封之后还包括：样品密封：通过所述施力装置提升所述底部取样管2，使所述底部取样管2远离取样点到达地面；拆卸所述底部取样管2，对所述容置空间内的圆筒状薄铁皮管3的两端进行密封。

[0064] 本领域技术人员可以理解，进入现场前先组装取样器：先将若干个扇环形活动瓣片22通过对应的转轴21固定在底部取样管2上，然后利用螺纹结构将套管4的底部和顶部取样管5的顶部进行连接，套管4的顶部与手持式圆盘7在贯穿孔出固定连接，由于半圆球11的直径大于套管4的直径，将可装卸式推杆1从顶部取样管5的内部经顶孔51穿过套管4，进而伸出贯穿孔，方便对可装卸式推杆1进行操作；紧接着将一半底部取样管2平方在地面，薄铁皮管3卷成圆筒状，并用胶带31进行固定，放入底部取样管2内，再盖上另一半底部取样管2，并用外圈箍6扎紧底部取样管2，防止取样过程中，底部取样管2在作用力下开裂。

[0065] 在取样管进入地面前，扇环形活动瓣片22张开大致成锥形，为防止进入土体后扇环形活动瓣片22回缩至取样管内，取出可装卸式推杆1上的固定插销，下放可装卸式推杆1，当可装卸式推杆1底部的半圆球11与扇环形活动瓣片22接触后，再次用插销将可装卸式推杆1与套管4固定。

[0066] 在进入取样现场前，先铺一层软木板或竹跳板，以减少取样人员自重对下部淤泥土的挤压力。

[0067] 工人进入取样点后，用手在手持式圆盘7上加压，使底部取样管2下降至预设取样深度。取出可装卸式推杆1上的固定插销，提升可装卸式推杆1，将半圆球11提升至顶部取样管5的顶孔51处，用插销将可装卸式推杆1与套管4固定。再次用手在手持式圆盘7上施压，扇环形活动瓣片22在土压力作用下必然逐渐向内转动收缩回底部取样管2内，继续施压，土样持续进入底部取样管2，装满整个底部取样管2。提升装满土的取样器至地面，将取样器中施力装置、连接件和外圈箍6卸下，小心拆分底部取样管2的两个半圆柱，及时对薄铁皮管3的两端进行密封，然后进行后续处理和保存。

[0068] 最后，清洗取样器，使取样器不残留土体。重新组合后，采用新的薄铁皮管3进行下一个原状土样采取。

[0069] 由于该实施例二与实施例一为同一发明构思下的一个实施例，其部分结构完全相同，因此对实施例二中与实施例一实质相同的结构不再详细阐述，未详述部分请参阅实施例一即可。

[0070] 最后应说明的是：以上上述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

[0071] 尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。