一种软土地质勘察设备及其勘察方法与流程

水利;给水;排水工程装置的制造及其处理技术1.本发明属于地质勘察技术领域，具体的说是一种软土地质勘察设备及其勘察方法。背景技术：2.地质勘探即是通过各种手段、方法对地质进行勘查、探测，确定合适的持力层，根据持力层的地基承载力，确定基础类型，计算基础参数的调查研究活动，在地质勘探活动中，软土地质勘探是地质勘探的一个重要组成部分。3.在对软土地质勘探的研究活动中，河道和平稳湖泊底泥取样勘探对于河道、湖泊污染监测和水质判定起到不可或缺的作用，勘察人员在对河道和平稳湖泊底泥进行取样勘探时往往需要先对河道、平稳湖泊中深层底泥进行取样，然而现有的深层底泥采集取样设备往往采用管式取样器直接插入河道、平稳湖泊中底泥内，之后使用榔头对管式取样器进行敲击使取样器插入深层底泥中，以取得深层的底泥样品，但由于现有管式取样器由于采用内径10cm以下的钢管所制成，且在对深层底泥进行取样时，管式取样器过长，因此在使用榔头进行敲击时，可能造成取样器扭曲、变形影响取样器的正常使用和取样，使管式取样器的使用寿命降低，进而导致软土地质勘察难度增加，成本增大，同时使用榔头敲击管式取样器使取样器插入深层泥中取样对人力的需求增大，使勘探的工作强度增大。技术实现要素：4.为了弥补现有技术的不足，解决取样器扭曲、变形影响取样器的正常使用和取样，使管式取样器的使用寿命降低，进而导致软土地质勘察难度增加，成本增大，同时使用榔头敲击管式取样器使取样器插入深层泥中取样对人力的需求增大，使勘探的工作强度增大的问题，本发明提出一种软土地质勘察设备及其勘察方法。5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述.一种软土地质勘察设备，包括：6.壳体，所述壳体包括上壳体与下壳体两个部分，所述上壳体内部中空，所述上壳体上均匀开设有多个进排水孔，所述上壳体内固定安装有上挡圈和下挡圈，所述上壳体与所述下壳体之间通过螺栓密封连接，所述下壳体下端固定安装有多个取样管；7.配重块，所述配重块滑动安装于所述上壳体内，所述配重块位于所述上挡圈与所述下挡圈之间；8.电机，所述电机固定安装于所述上壳体内部底面上，所述电机外固定安装有电机保护罩，所述电机输出轴位于所述下挡圈下方，所述电机输出轴穿出所述电机保护罩外，所述电机输出轴与所述电机保护罩之间转动密封连接；9.叶轮，所述叶轮与所述电机输出轴上端之间相固连，所述叶轮位于所述下挡圈下方，所述叶轮用于吸取和排放水流；10.优选的，所述进排水孔位于所述上壳体内壁上的孔径远大于所述进排水孔位于所述上壳体外壁上的孔径；11.优选的，所述上壳体内固定安装有防水保护罩，所述防水保护罩位于所述电机保护罩外侧，所述防水保护罩与所述电机保护罩之间相互不接触，所述防水保护罩与所述电机保护罩之间共同形成有一空腔；12.优选的，所述电机保护罩与所述防水保护罩之间固定安装有散热翅；13.优选的，所述防水保护罩呈弧形设置，所述防水保护罩远离所述输出轴一端与所述上壳体内壁相固连，所述防水保护罩与上壳内壁相固连处位于所述进排水孔下方，所述进排水孔的出口指向斜上方；14.优选的，所述取样管由两个半圆管拼接而成，所述半圆管上端开设有螺纹，所述半圆管上端与所述下壳体之间通过螺纹紧密连接；15.优选的所述取样管外滑动安装有外套管，所述外套管下端固定安装有球形薄膜，所述取样管下端呈刀刃状；16.优选的，所述外套管与所述取样管之间设有橡胶层；17.优选的，所述取样管壁内均匀开设有多个l形通孔，所述l形通孔内密封滑动安装有 l形推杆，所述l形推杆有软塑料杆制成，所述l形推杆靠近所述取样管内一端呈锥形，所述取样管上端通过螺纹连接有水管，所述水管的另一端连通所述防水保护罩上方，所述 l形通孔与所述水管之间相互连通，所述水管内设有受控制器控制的电磁阀；18.一种软土地质勘察方法，所述勘察方法适用于上述任意一项所述一种勘察设备；所述勘察方法包括以下步骤：19.s1、当需要对平静湖泊底泥进行地质勘察时，首先将勘察设备竖直向下插入平静湖泊下方的表层底泥中；20.s2、通过外界控制器启动电机，带动叶轮开始工作，叶轮正转将外界水流吸取至上壳体内，并带动外界水流向上运动，推动配重块上移，之后，控制电机进行反转，从而带动叶轮开始反转，将上壳体内水流排出，从而使配重块下移，对勘察设备进行冲击，使勘察设备进一步的向下插入深层底泥中，从而完成对深层底泥进行取样，以完成地质勘察；21.s3、当取样完成后，向上提取勘察设备，使勘察设备从深层底泥中取出，之后将与下壳体螺旋紧密连接的取样管从下壳体上取出，之后对取样完成的深层底泥进行收集，分类，完成地质勘察。22.本发明的有益效果如下：23.1.本发明所述一种软土地质勘察设备及其勘察方法，通过设置电机、叶轮、配重块，并通过外界控制器启动电机正转带动叶轮发生正转，从而对平静湖泊中的水流进行吸取并带动水流向上推动配重块向上运动，之后通过控制器控制电机反转带动叶轮反转从而将水流排出，进而使配重块向下运动，从而实现对取样器的敲击，促使取样器向下运动，插入深层泥中进行取样，从而避免了人力通过榔头敲击取样器进行深层泥取样时，取样管发生扭曲、变形，从而影响到取样器的取样，使软土地质勘察难度增加，成本增多，也减少了地质勘察过程中勘察人员的工作强度。24.2.本发明所述一种软土地质勘察设备及其勘察方法，通过设置外套管、球形薄膜、和取样器下端呈刀刃状，使勘探设备在对平静湖泊中的深层底泥进行勘探取样时，外套管首先挤开表层底泥向下运动，使勘探设备与深层底泥相接触，外套管在深层底泥的挤压下开始向上滑动，使刀刃状的取样器下端扎破薄膜与深层底泥接触，从而完成对深层底泥的取样，避免了在取样过程中取样管内的样本中含有表层底泥，从而对样本造成干扰，导致取样结果无法使用，需要重新勘察，进而使勘察效率降低，勘察工作量增多，也使勘察成本升高。附图说明25.下面结合附图对本发明作进一步说明。26.图1是本发明的结构示意图；27.图2是图1中a处局部放大图；28.图3是图1中b处局部放大图；29.图4是图1中c处局部放大图；30.图中：上壳体11、下壳体12、上挡圈111、下挡圈112、进排水孔113、取样管2、橡胶层21、l形通孔22、l形推杆23、配重块3、电机4、电机保护罩41、防水保护罩42、散热翅43、叶轮5、外套管、薄膜61、水管7。具体实施方式31.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。32.如图1至图4所示，本发明所述一种软土地质勘察设备，包括：33.壳体，所述壳体包括上壳体11与下壳体12两个部分，所述上壳体11内部中空，所述上壳体11上均匀开设有多个进排水孔113，所述上壳体11内固定安装有上挡圈111和下挡圈112，所述上壳体11与所述下壳体12之间通过螺栓密封连接，所述下壳体12下端固定安装有多个取样管2；34.配重块3，所述配重块3滑动安装于所述上壳体11内，所述配重块3位于所述上挡圈 111与所述下挡圈112之间；35.电机4，所述电机4固定安装于所述上壳体11内部底面上，所述电机4外固定安装有电机保护罩41，所述电机4输出轴位于所述下挡圈112下方，所述电机4输出轴穿出所述电机保护罩41外，所述电机4输出轴与所述电机保护罩41之间转动密封连接；36.叶轮5，所述叶轮5与所述电机4输出轴上端之间相固连，所述叶轮5位于所述下挡圈112下方，所述叶轮5用于吸取和排放水流；37.工作时，当需要对平静湖泊下的深层底泥进行取样地质勘察时，首先将勘察设备在取样勘察点竖直放下，插入平静湖泊下的表层底泥内，之后通过外界控制器启动电机4，使电机4开始正向转动，从而带动电机4输出轴上端的叶轮5同步进行正向转动，进而使叶轮5将外界水流吸取至上壳体11内部，并带动外界水流在上壳体11内向上运动，冲击配重块3，从而推动配重块3向上运动，当配重块3向上运动至上挡圈111处之后继续通过外界控制器控制电机4开始反向转动，从而带动叶轮5开始反向转动，将上壳体11内部的水流排出上壳体11内，从而使被水流推动向上运动至上挡圈处111的配重块3开始向下运动，直到配重块冲击到下挡圈112上，此时勘察设备在配重块3向下运动产生的冲击力的作用下整体向下运动，进一步插入平静湖泊下的深层底泥内，从而避免了通过勘察人员人工使用榔头敲击勘察设备使勘察设备能够插入深层底泥中时，勘察设备可能发生扭曲、变形，导致勘察设备无法完成对深层底泥的取样工作，进而影响到地质勘察进度，同时也减少了勘察人员在地质勘察时的工作强度，此外，由于下壳体12上同时固定安装有有多个取样管2，因此在一次勘察过程中，多个取样管2能够对同一勘察点进行多个样本的取样，从而进一步提高了地质勘察中取样勘察样本准确度，减小了取样样本的误差。38.作为本发明一种实施方式，所述进排水孔113位于所述上壳体11内壁上的孔径远大于所述进排水孔113位于所述上壳体11外壁上的孔径；39.工作时，当叶轮5在电机4的驱动下进行正向转动时，叶轮5将外界水流吸入上壳体 11内，以及叶轮5在电机4的驱动下进行反向转动，叶轮5将上壳体11内水流向外排出时，由于进排水孔113位于上壳体11外壁上的孔径远大于进排水孔113位于上壳体11内壁上的孔径，因此当叶轮5将上壳体11内水流排出时，由于狭管效应，此时上壳体11内水流排出更快，从而使配重块3下降的加速度变快，进而导致配重块3向下冲击的动能增大，进而使勘探设备向下插入的势能同步增大，从而使勘察设备向下插入深层底泥更容易，从而提高了勘察设备对深层底泥的取样勘察效率。40.作为本发明一种实施方式，所述上壳体11内固定安装有防水保护罩42，所述防水保护罩42位于所述电机保护罩41外侧，所述防水保护罩42与所述电机保护罩41之间相互不接触，所述防水保护罩42与所述电机保护罩41之间共同形成有一空腔；41.工作时，当叶轮5在电机4的驱动下进行正向转动时，叶轮5将外界水流吸入上壳体 11内，以及叶轮5在电机4的驱动下进行反向转动，叶轮5将上壳体11内水流向外排出时，此时上壳体11内持续存在有水流，由于在电机保护罩41外侧设有防水保护罩42，因此上壳体11内水流会进一步受到防水保护罩42的阻拦，从而进一步避免了上壳体11内水流渗入电机保护罩41内，造成电机4遇水发生故障，导致勘察设备无法正常工作，或造成事故出现。42.作为本发明一种实施方式，所述电机保护罩41与所述防水保护罩42之间固定安装有散热翅43；43.工作时，由于电机4在勘察设备向下插入过程中持续工作，因此电机4在持续工作过程中不断产生热量，由于电机保护罩41与防水保护罩42之间安装有散热翅43，因此电机 4持续运行过程中产生的热量通过散热翅43传递至防水保护罩42上，并经过上壳体11内水流对热量进行传导，从而确保电机4始终在适宜的工作温度下进行工作，避免了电机4 因短时内温度过高造成电机4损毁，进而导致勘察设备无法向下插入深层底泥中进行取样勘察，同时由于散热翅43将电机4上的热量传递至防水保护罩42上，因此散热翅43本身具有较高的热量，从而对渗入防水保护罩42与电机保护罩41之间空腔内的水流进行蒸发，从而进一步避免了上壳体11内水流渗入电机4内，造成电机4损坏，从而影响到勘察设备的正常使用，导致勘察设备无法正常进行取样勘察工作。44.作为本发明一种实施方式，所述防水保护罩42呈弧形设置，所述防水保护罩42远离所述输出轴一端与所述上壳体11内壁相固连，所述防水保护罩42与上壳11内壁相固连处位于所述进排水孔113下方，所述进排水孔113的出口指向斜上方；45.工作时，由于防水保护罩42远离电机4输出轴的一端与上壳体11内壁相固连，同时防水保护罩42呈弧形设置，因此当叶轮5将外界水流吸入上壳体11内部时，外界水流在防水保护罩42的引导和叶轮5正转产生吸引力的共同作用下向上流动，从而推动配重块3 上移，当叶轮5向外排出水流时，上壳体11内水流冲击能够快速到达进排水孔113处，之后从进排水孔113处排出，从而将在叶轮5吸入过程中吸入上壳体11内部的表层底泥冲出，从而避免湖泊下方的表层底泥堆积在上壳体11内，造成上壳体11内容积降低，从而导致叶轮5无法吸入足量的水流进出入上壳体11内对配重块3进行冲击，导致配重块3 向上冲击的行程变短，进而导致配重块3向下冲击的行程也同步减小，从而导致配重块3 向下产生的动能减小，使勘察设备向下插入的距离减小，甚至无法向下插入深层底泥中，同时由于进排水孔113的出口指向斜上方，因此在上壳体11内水流向外排出时产生的反作用力也能够在一定程度下将勘察设备向下压入深层底泥中，使勘察设备更容易插入深层底泥中。46.作为本发明一种实施方式，所述取样管2由两个半圆管拼接而成，所述半圆管上端开设有螺纹，所述半圆管上端与所述下壳体12之间通过螺纹紧密连接；47.工作时，当勘察设备在配重块3向下的势能冲击下向下运动插入深层底泥内，此时由于取样管2为两个半圆管所构成，因此当勘察设备完成取样勘察，向上拔出勘察设备后，能够直接将取样管2与下壳体12之间螺纹连接旋开，直接打开取样管2，完成对勘察取样样本的收集，从而提高了对勘察取样样品的收集速率。48.作为本发明一种实施方式，所述取样管2外固定安装有外套管6，所述外套管6下端固定安装有球形薄膜61，所述取样管2下端呈刀刃状；49.工作时，当勘探设备向下插入平静湖泊下底泥中时，由于取样管2外固定安装有外套管6，且外套管6下端固定安装有球形薄膜61，因此当取样管2在配重块3向下的势能冲击下随着勘探设备同步向下运动时，此时外套管6下端的球形薄膜61首先接触表层底泥，并持续向下运动，当勘探设备与深层底泥接触时，由于深层底泥硬度相对硬于表层底泥，因此外套管6在向下插入的过程中受到了深层底泥的阻拦，无法继续向下运动，同时勘察设备在配重块3的工作下持续向下运动，带动取样管2持续向下运动，从而使外套管6与取样管2之间发生相对运动，使取样管2下端与外套管6下端的薄膜61相接触，此时由于取样管2下端呈刀刃状，因此取样管2下端会直接刺破外套管6下端的薄膜61与深层底泥接触，之后取样管2在配重块3向下冲击势能的作用下继续向下取样，并完成对深层底泥的取样，从而避免了取样管2在向深层底泥运动的过程中直接与表层底泥相接触，从而对表层底泥进行取样，造成取样管2内底泥成分不同，进而影响地质勘察取样结果无法准确表达该勘察点处地质情况，需要重新勘察，造成勘察效率慢，勘察成本高的问题出现。50.作为本发明一种实施方式，所述外套管6与所述取样管2之间设有橡胶层21；51.工作时，当外套管6在表层底泥中向下运动时，由于外套管6与取样管2之间设有橡胶层21，因此在外套管6在表层底泥中向下运动时，取样管2与外套管6之间摩擦力增大，从而使外套管6在向下挤压表层底泥的过程中因受到表层底泥的阻拦而停止时，取样管2 在配重块3的冲击下产生的动能无法克服外套管6与取样管2之间的摩擦力，导致取样管 2与外套管6之间不会发生相对滑动，使外套管6在配重块3的向下冲击产生的动能作用下继续向下运动，从而避免了取样管2的刀刃部过早扎破薄膜61，对表层底泥进行取样，造成取样管2取样样本中出现杂质，导致取样管2取样样本无法使用，需要重新取样，增加了勘察工作的工作量，使勘察工作的工作效率降低。52.作为本发明一种实施方式，所述取样管2壁内均匀开设有多个l形通孔22，所述l形通孔22内密封滑动安装有l形推杆23，所述l形推杆有软塑料杆制成，所述l形推杆23 靠近所述取样管2内一端呈锥形，所述取样管2上端通过螺纹连接有水管7，所述水管7 的另一端连通所述防水保护罩42上方，所述l形通孔22与所述水管7之间相互连通，所述水管7内设有受控制器控制的电磁阀；53.工作时，当取样管2完成对深层底泥的取样工作后，通过控制器使水管7内部的电磁阀开启，从而使上壳体11内的水流在排出过程中沿防水保护罩42和水管7流入l形通孔 22内，对l形通孔22内部的l形推杆23造成挤压，从而使l形推杆23靠近取样管2内壁的一端伸出，对取样管2内采取到的深层底泥样本进行截断，从而确保了取样管2内取的深层底泥样本量一致，使地质勘探取样结果准确性更高。54.一种软土地质勘察方法，所述勘察方法适用于上述任意一项所述一种勘察设备；所述勘察方法包括以下步骤：55.s1、当需要对平静湖泊底泥进行地质勘察时，首先将勘察设备竖直向下插入平静湖泊下方的表层底泥中；56.s2、通过外界控制器启动电机4，带动叶轮5开始工作，叶轮5正转将外界水流吸取至上壳体11内，并带动外界水流向上运动，推动配重块3上移，之后，控制电机4进行反转，从而带动叶轮5开始反转，将上壳体11内水流排出，从而使配重块3下移，对勘察设备进行冲击，使勘察设备进一步的向下插入深层底泥中，从而完成对深层底泥进行取样，以完成地质勘察；57.s3、当取样完成后，向上提取勘察设备，使勘察设备从深层底泥中取出，之后将与下壳体12螺旋紧密连接的取样管2从下壳体12上取出，之后对取样完成的深层底泥进行收集，分类，完成地质勘察。58.具体工作流程如下：59.工作时，当需要对河道深层底泥和平静湖泊下的深层底泥进行取样地质勘察时，首先将勘察设备在取样勘察点竖直放下，插入平静湖泊下的表层底泥内，之后通过外界控制器启动电机4，使电机4开始正向转动，从而带动电机4输出轴上端的叶轮5同步进行正向转动，进而使叶轮5将外界水流吸取至上壳体11内部，并带动外界水流在上壳体11内向上运动，从而推动配重块3向上运动，之后继续通过外界控制器控制电机4开始反向转动，从而带动叶轮5开始反向转动，将上壳体11内部的水流排出上壳体11内，从而使被水流推动向上运动的配重块3开始向下运动，此时勘察设备在配重块3向下运动产生的冲击力的作用下整体向下运动，进一步插入平静湖泊下的深层底泥内，当叶轮5在电机4的驱动下进行正向转动或反向转动时，叶轮5将外界水流吸入至上壳体11内，或将上壳体11内水流排出，由于进排水孔113位于上壳体11外壁上的孔径远大于进排水孔113位于上壳体11内壁上的孔径，因此当叶轮5将上壳体11内水流排出时，由于狭管效应，此时上壳体11内水流排出更快，从而使配重块3下降的动力势能增大，当叶轮5在电机4带动下进行正向转动和反向转动时，叶轮5不断将外界水流从外界吸入上壳体11内以及将上壳体11内水流排出，此时上壳体11内持续存在有水流，由于在电机保护罩41外侧设有防水保护罩42，因此上壳体11内水流会进一步受到防水保护罩42的阻拦，电机4在勘察设备向下插入过程中持续工作，因此电机4在持续工作过程中不断产生热量，由于电机保护罩41与防水保护罩42之间安装有散热翅43，因此电机4持续运行过程中产生的热量通过散热翅43传递至防水保护罩42上，并经过上壳体11内水流对热量进行传导，同时由于散热翅43将电机4上的热量传递至防水保护罩42上，因此散热翅43本身具有较高的热量，从而对渗入防水保护罩42与电机保护罩41之间空间内的水流进行蒸发由于防水保护上远离电机4输出轴的一端与上壳体11内壁相固连，且所述防水保护罩42与上壳体11 内壁相固连处位于所述进排水孔113下方，同时防水保护罩42呈弧形设置，因此当叶轮5 将外界水流吸入上壳体11内部时，外界水流在防水保护罩42的引导和叶轮5正转产生吸引力的共同作用下向上流动，从而推动配重块3上移，当叶轮5向外排出水流时，外界水流同样在防水保护罩42的引导下通过进排水孔113流出，当勘察设备在配重块3向下的势能冲击下向下运动插入深层底泥内，此时由于取样管2为两个半圆管所构成，因此当勘察设备完成取样勘察，向上拔出勘察设备后，能够直接将取样管2与下壳体12之间螺纹连接旋开，直接打开取样管2，完成对勘察取样样本的收集，当勘探设备向下插入平静湖泊下底泥中时，由于取样管2外固定安装有外套管6，且外套管6下端固定安装有球形薄膜61，因此当取样管2在配重块3向下的势能冲击下随着勘探设备同步向下运动时，此时外套管6下端的球形薄膜61首先接触表层底泥，并持续向下运动，当勘探设备与深层底泥接触时，由于深层底泥硬度相对硬于表层底泥，因此外套管6受到挤压不在向下运动，开始反向向上滑动，此时取样管2相对向下运动与外套管6下端的薄膜61相接触，由于取样管2下端呈刀刃状，因此取样管2下端直接刺破外套管6下端的薄膜61与深层底泥接触，之后取样管2在配重块3向下冲击势能的作用下继续向下取样，并完成对深层底泥的取样，当外套管6在表层底泥中向下运动时，由于外套管6与取样管2之间设有橡胶层 21，因此在外套管6在表层底泥中向下运动时，取样管2与外套管6之间摩擦力增大，从而确保了外套管6在向下挤压表层底泥的过程中不会向上滑动，当取样管2完成对深层底泥的取样工作后，通过控制器使水管7内部的电磁阀开启，从而使上壳体11内的水流在排出过程中沿防水保护罩42和水管7流入l形通孔22内，对l形通孔22内部的l形推杆23造成挤压，从而使l形推杆23靠近取样管2内壁的一端伸出，对取样管2内采取到的深层底泥样本进行截断。60.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。









图片声明：本站部分配图来自人工智能系统AI生成,觅知网授权图片,PxHere摄影无版权图库。本站只作为美观性配图使用,无任何非法侵犯第三方意图,一切解释权归图片著作权方,本站不承担任何责任。如有恶意碰瓷者,必当奉陪到底严惩不贷!




内容声明：本文中引用的各种信息及资料（包括但不限于文字、数据、图表及超链接等）均来源于该信息及资料的相关主体（包括但不限于公司、媒体、协会等机构）的官方网站或公开发表的信息。部分内容参考包括:(百度百科,百度知道,头条百科,中国民法典,刑法,牛津词典,新华词典,汉语词典,国家院校,科普平台)等数据,内容仅供参考使用,不准确地方联系删除处理！本站为非盈利性质站点,发布内容不收取任何费用也不接任何广告!




免责声明：我们致力于保护作者版权，注重分享，被刊用文章因无法核实真实出处，未能及时与作者取得联系，或有版权异议的，请联系管理员，我们会立即处理，本文部分文字与图片资源来自于网络，部分文章是来自自研大数据AI进行生成,内容摘自(百度百科,百度知道,头条百科,中国民法典,刑法,牛津词典,新华词典,汉语词典,国家院校,科普平台)等数据,内容仅供学习参考,不准确地方联系删除处理!的,若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请立即通知我们，情况属实，我们会第一时间予以删除，并同时向您表示歉意,谢谢!