一種非貫穿混凝土圓柱體芯樣取樣器及其操作方法
【專利摘要】本發明公開了一種非貫穿混凝土圓柱體芯樣取樣器及其操作方法，包括由不銹鋼制成的取樣器本體,其中，取樣器本體為圓心角小于120°的圓弧形結構，取樣器本體的內側為一圓柱面,該取樣器本體的外側為一圓錐面,圓錐面的上端與所述圓柱面的上端為同心圓結構，圓錐面的下端與所述圓柱面的下端也為同心圓結構。使用時，用電鉆配合套管在混凝土試塊上垂直鉆進，停止鉆進后，取出套管留下圓環形的縫隙，再將取樣器本體的圓柱面朝向待取的混凝土樣芯,用力插入縫隙中，然后用工具慢慢敲擊取樣器本體的上端使其慢慢地插入混凝土試塊與混凝土樣芯之間，使混凝土樣芯的底部斷裂，最后取下取樣器本體，將混凝土樣芯取出。其優點在于：結構簡單、使用方便，取芯效率高。
【專利說明】一種非貫穿混凝土圓柱體芯樣取樣器及其操作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及混凝土結構試驗【技術領域】，尤其指一種非貫穿混凝土圓柱體芯樣取樣器及其操作方法。
【背景技術】
[0002]混凝土結構實體性能檢測或監測作業過程中，常常需要取出完整的角落無損傷的圓柱體芯樣，直徑一般在50mm、75mm、IOOmm或者150mm,其中以直徑100mm、高度IOOmm左右為多數。而且，為了減少對混凝土整體結構的損傷，大多要求非貫穿取芯；而非貫穿取芯就給取芯工作帶來了很大的麻煩，既要保證芯樣角落無損傷，又不能破壞附近混凝土，因此在取芯時需要十分小心，這使取芯工作效率下降。
[0003]目前專門用于未貫穿混凝土圓柱體芯樣(特別是高徑比接近1，甚至更小的芯樣)折取，并且能夠保證芯樣完好無損提取出來的裝置或設備還沒有，現在用于提取未貫穿混凝土芯樣的方法，一般是直接使用圓鋼條、鉆子、螺絲刀等簡易工具去撬混凝土芯樣，使圓柱體芯樣的底部斷裂,從而將圓柱體芯樣取出。這種芯樣提取的方式往往會因為受力面積小，導致應力集中損壞混凝土芯樣外圍的混凝土，甚至破壞芯樣的完整性，而且成功率也比較低，即使能夠取出的混凝土芯樣芯樣，也會造成混凝土芯樣內部損傷，影響后續檢測或者監測的客觀性和準確性。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的現狀，提供結構簡單、使用方便、且能夠將非貫穿的樣芯完好無損取出的一種非貫穿混凝土圓柱體芯樣取樣器；其操作方法簡單、方便，且不會對混凝土芯樣周邊混凝土結構造成破壞。
[0005]本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為:
一種非貫穿混凝土圓柱體芯樣取樣器，包括由不銹鋼制成的取樣器本體，其中，取樣器本體為圓心角小于120°的圓弧形結構，取樣器本體的內側為一圓柱面，該取樣器本體的外側為一圓錐面，圓錐面的上端與所述圓柱面的上端為同心圓結構，圓錐面的下端與所述圓柱面的下端也為同心圓結構。
[0006]優化的技術措施還包括:
上述的圓心角的度數為90°至120°。
[0007]上述的圓柱面的半徑為50mm。
[0008]上述的取樣器本體的上端面厚度為10mm。
[0009]上述的取樣器本體的下端面厚度為2mm。
[0010]上述的取樣器本體的高度為100mm。
[0011]一種非貫穿混凝土圓柱體芯樣取樣器的操作方法，包括以下步驟:
步驟一:用電鉆配合套管在混凝土試塊上垂直鉆進，停止鉆進后，取出套管留下圓環形的縫隙； 步驟二:將取樣器本體的圓柱面朝向待取的混凝土樣芯，用力插入縫隙中；
步驟三:用工具慢慢敲擊取樣器本體的上端使其慢慢地插入混凝土試塊與混凝土樣芯之間，使混凝土樣芯的底部斷裂；
步驟四:取下取樣器本體后，將混凝土樣芯取出。
[0012]上述的工具為鐵錘、榔頭。
[0013]上述的電鉆鉆進深度為IOOmm至150mm。
[0014]本發明的一種非貫穿混凝土圓柱體芯樣取樣器，包括由不銹鋼制成的取樣器本體，其中，取樣器本體為圓心角小于120°的圓弧形結構，其采用圓弧形結構的取樣器本體，增大取樣器與混凝土之間的接觸面積，從而減小應力集中，避免取混凝土樣芯時對混凝土樣芯和混凝土試塊造成破壞；取樣器本體的內側為一圓柱面，該取樣器本體的外側為一圓錐面，圓錐面的上端與所述圓柱面的上端為同心圓結構，圓錐面的下端與所述圓柱面的下端也為同心圓結構，外側呈圓錐面，在向下敲擊取樣器本體時，以圓錐面與混凝土試塊邊沿為支點，利用杠桿作用使混凝土樣芯的底部斷裂，從而完成取樣工作。
[0015]本發明經過多次的嘗試和改進，使在提取非貫穿混凝土芯樣時大大的增大了混凝土芯樣與撬混凝土芯樣儀器的受力面積導致應力擴散，很好的保護了混凝土芯樣周邊混凝土的完整性，本發明可以高成功率的完好無損的從混凝土試塊中提取出非貫穿的混凝土芯樣，而且可以很好的保護混凝土芯樣的周邊不受損壞。
[0016]本發明非貫穿混凝土圓柱體芯樣取樣器的操作方法簡單，取芯效率高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是本發明的俯視結構示意圖；
圖2是圖1中A-A的剖視圖；
圖3是本發明的使用狀態圖；
圖4是圖3中B-B的剖視圖。
【具體實施方式】
[0018]以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述。
[0019]如圖1至圖4所示為本發明的結構示意圖，
其中的附圖標記為:圓心角α、半徑R、上端面厚度D、下端面厚度d、高度H、斷裂處L，取樣器本體1、圓柱面11、圓錐面12、混凝土試塊2、縫隙3、混凝土樣芯4。
[0020]如圖1至圖4所示，
一種非貫穿混凝土圓柱體芯樣取樣器，包括由不銹鋼制成的取樣器本體1，其中，取樣器本體I為圓心角α小于120°的圓弧形結構，取樣器本體I的內側為一圓柱面11，該取樣器本體I的外側為一圓錐面12，圓錐面12的上端與所述圓柱面11的上端為同心圓結構，圓錐面12的下端與所述圓柱面11的下端也為同心圓結構。
[0021]取樣器本體I采用316不銹鋼制成，具有良好的強度和剛度，并且有很強的抗腐蝕性能。
[0022]取樣器本體I采用圓弧形結構，增大了取樣器本體I與混凝土之間的接觸面積，從而減小應力集中，避免取混凝土樣芯4時對混凝土樣芯4和混凝土試塊2 (混凝土實體結構)造成破壞；實施例中，圓心角α的度數為90°至120°。圓心角α的度數不宜過小，度數過小，應力擴散效果不明顯，仍有可能對混凝土樣芯4和混凝土試塊2造成損；圓心角α的度數也不宜過大，度數過大，不僅會增加加工難度，而且在取樣時，兩側的力會相互抵消而影響取樣的正常進行。
[0023]混凝土結構實體性能檢測或監測作業過程中，通常所取芯樣的直徑為50mm、75mm、10mm或者150_，其中又以10mm最為常用。本發明取樣器的半徑與所取樣芯的半徑相適配。
[0024]實施例中，圓柱面11的半徑R為50mm。
[0025]實施例中，取樣器本體I的上端面厚度D為10mm。
[0026]實施例中，取樣器本體I的下端面厚度d為2mm。
[0027]實施例中，取樣器本體I的高度H為100mm。
[0028]一種非貫穿混凝土圓柱體芯樣取樣器的操作方法，包括以下步驟:
步驟一:用電鉆配合套管在混凝土試塊2上垂直鉆進，停止鉆進后，取出套管留下圓環形的縫隙3 ;
步驟二:將取樣器本體I的圓柱面11朝向待取的混凝土樣芯4，用力插入縫隙3中；步驟三:用工具慢慢敲擊取樣器本體I的上端使其慢慢地插入混凝土試塊2與混凝土樣芯4之間，使混凝土樣芯4的底部斷裂；
步驟四:取下取樣器本體I后，將混凝土樣芯4取出。
[0029]實施例中，工具為鐵錘、榔頭。
[0030]實施例中，電鉆鉆進深度為10mm至150mm。電鉆鉆進深度一般按高徑比I控制，如直徑為10mm的芯樣，鉆進深度約100mm，但本發明適用于更大的高徑比。
[0031]工作原理:如圖3和圖4所示的使用狀態圖，圖4中箭頭方向表示力的方向。在取樣時，用鐵錘、榔頭等工具向下敲擊取樣器本體I的上端，取樣器本體I的圓錐面12對混凝土試塊2(混凝土實體結構)的邊沿產生壓力，同時以兩者的接觸面為支點撬動混凝土樣芯4，混凝土樣芯4的上部形成如箭頭符號所示的應力分布(箭頭方向表示力的方向，箭頭長短表示力的大小)；隨著取樣器本體I不斷的深入，混凝土試塊2、混凝土芯樣4以及取樣器本體I三者之間就會產生擠壓，這樣混凝土芯塊4的就會產生位移，使混凝土芯塊4的底部發生斷裂形成斷裂處L，混凝土樣芯4的底部斷裂后，就能很方便地將混凝土樣芯4取出了。
[0032]用本發明的取樣器取非貫穿的混凝土樣芯4，不僅操作方便，取樣效率高，而且對混凝土試塊2和混凝土樣芯4都不會造成損壞。
[0033]有限元模擬計算結果表明，本發明取樣器取樣使，混凝土局部擠壓應力比現有方法降低3倍以上:
【權利要求】
1.一種非貫穿混凝土圓柱體芯樣取樣器，包括由不銹鋼制成的取樣器本體(1)，其特征是:所述的取樣器本體(1)為圓心角(α)小于120°的圓弧形結構，所述的取樣器本體(I)的內側為一圓柱面(11)，該取樣器本體⑴的外側為一圓錐面(12)，所述的圓錐面(12)的上端與所述圓柱面(11)的上端為同心圓結構，所述的圓錐面(12)的下端與所述圓柱面(11)的下端也為同心圓結構。
2.根據權利要求1所述的一種非貫穿混凝土圓柱體芯樣取樣器，其特征是:所述的圓心角U)的度數為90°至120°。
3.根據權利要求2所述的一種非貫穿混凝土圓柱體芯樣取樣器，其特征是:所述的圓柱面(11)的半徑(R)為50mm。
4.根據權利要求3所述的一種非貫穿混凝土圓柱體芯樣取樣器，其特征是:所述的取樣器本體(1)的上端面厚度(D)為10mm。
5.根據權利要求4所述的一種非貫穿混凝土圓柱體芯樣取樣器，其特征是:所述的取樣器本體(1)的下端面厚度(d)為2_。
6.根據權利要求5所述的一種非貫穿混凝土圓柱體芯樣取樣器，其特征是:所述的取樣器本體(1)的高度⑶為100mm。
7.—種如權利要求1所述的一種非貫穿混凝土圓柱體芯樣取樣器的操作方法，其特征是:包括以下步驟: 步驟一:用電鉆配合套管在混凝土試塊(2)上垂直鉆進，停止鉆進后，取出套管留下圓環形的縫隙⑶； 步驟二:將取樣器本體(1)的圓柱面(11)朝向待取的混凝土樣芯(4)，用力插入縫隙(3)中； 步驟三:用工具慢慢敲擊取樣器本體(1)的上端使其慢慢地插入混凝土試塊(2)與混凝土樣芯(4)之間，使混凝土樣芯(4)的底部斷裂； 步驟四:取下取樣器本體(1)后，將混凝土樣芯(4)取出。
8.根據權利要求7所述的一種非貫穿混凝土圓柱體芯樣取樣器的操作方法，其特征是:所述的工具為鐵錘、榔頭。
9.根據權利要求8所述的一種非貫穿混凝土圓柱體芯樣取樣器的操作方法，其特征是:所述的電鉆鉆進深度為IOOmm至150mm。
【文檔編號】G01N1/04GK104020013SQ201410262686
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月13日 優先權日:2014年6月13日
【發明者】干偉忠, 舒佳明, 陳琦, 胡少卿, 方小愛, 高鶴森 申請人:寧波工程學院
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