钻取土样取土钻

土壤采样是现代农业、地质、水利环保等领域中的重要工作环节。取土钻则是这些领域中采集土壤样本的主要工具之一。取土钻的可靠性、操作方便性以及机动性等，不仅可以减少土壤调查工作量，提高取土效率，而且可以扩展土壤采样的适应性。国外取土钻主要是非扰动原状土钻、机械动力钻及专门土钻。操作方式以螺旋式和重力锤击式为主。 国内的土壤采样器多采用直压入式、锤击加压式和压入旋转式等。国内外现有的取土钻，可以原状取土，但多采用人工或半人工操作，成本高、效率低。取土钻在取样时切削土壤，受到土壤对钻头切削的阻力，主要包括贯入阻力、 摩擦力、附着力等。减小土壤切削阻力的传统方法是通过减小土壤与钻头之间的接触面积来减小粘附和切削阻力，从而减小土体阻力，达到减粘降阻的目的。螺旋取土钻采用贯入、切土、松土、升土和抛土的方法，实现土壤快速采集。 取土钻由套筒和螺旋钻杆组成，螺旋钻杆叶片末端制作为刀刃状。 采样时，套筒在液压力作用下垂直贯入土壤，同时螺旋钻杆进行旋转，将土壤切碎，切碎的土壤在叶片与套筒的综合作用下， 被输送至套筒顶端的土壤出口处。 套筒升起后，土壤在重力作用下，通过软管直接进入收集盒，从而完成取土与集土 。

土样是指进行室内试验以确定土体的工程性质而专门借助钻孔用取土器从天然地基中取得原状土的试样。可在试坑、平洞、竖井或钻孔及天然地面采取。通常分为原状土样和扰动土样两类。前者保持土的天然结构和含水量，用以测定堆积密度、渗透性、压缩和抗剪强度等指标。后者的天然结构已被扰动，用以进行土的粒度分析、测定土的液性和塑性界限、密度、相对密度、天然坡角等。采集的土样数量和规格，应能以满足试验项目和试验方法而定。要求土样基本保持原有结构和含水量，应及时严密封蜡，以防止水分蒸发，启用前应妥善保管，不受震、受热和受冻。

钻取土样简单来说是指在施工工地现场，通过取土钻钻孔采集土壤样本。土样来自土层的深度主要取决于工程的规模和重要性。例如，进行高层建筑设计，钻取土样一般钻挖较深的孔来采集土样，使地基承载力和沉降满足建筑安全性要求。

地基承载力（subgrade bearing capacity）是地基土单位面积上随荷载增加所发挥的承载潜力，常用单位KPa,是评价地基稳定性的综合性用词。应该指出，地基承载力是针对地基基础设计提出的为方便评价地基强度和稳定的实用性专业术语，不是土的基本性质指标。土的抗剪强度理论是研究和确定地基承载力的理论基础。

在荷载作用下，地基要产生变形。随着荷载的增大，地基变形逐渐增大，初始阶段地基土中应力处在弹性平衡状态，具有安全承载能力。当荷载增大到地基中开始出现某点或小区域内各点在其某一方向平面上的剪应力达到土的抗剪强度时，该点或小区域内各点就发生剪切破坏而处在极限平衡状态，土中应力将发生重分布。这种小范围的剪切破坏区，称为塑性区（plastic zone）。地基小范围的极限平衡状态大都可以恢复到弹性平衡状态，地基尚能趋于稳定，仍具有安全的承载能力。但此时地基变形稍大，必须验算变形的计算值不允许超过允许值。当荷载继续增大，地基出现较大范围的塑性区时，将显示地基承载力不足而失去稳定。此时地基达到极限承载力。2100433B