一種掃描電鏡樣品取土器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種掃描電鏡樣品取土器，包括頂端為密封狀、底端為開(kāi)口狀的圓柱狀套筒，套筒薄壁設(shè)有輸液孔和輸氣孔，輸液孔和輸氣孔上設(shè)有閥門開(kāi)關(guān)，套筒底部設(shè)計(jì)為刃口狀；取樣方法：將取土器內(nèi)壁上涂以密封材料后，將刃口一端壓入原狀土樣，達(dá)到土樣試件厚度，從輸液孔添加浸泡材料，封閉輸液孔，從輸氣孔輸入恒定氣壓，套筒內(nèi)產(chǎn)生恒定正壓力，加快滲透速度，靜置，待完全固化后，切割、細(xì)磨、精磨、拋光后完成樣品制備。本實(shí)用新型操作簡(jiǎn)單快捷，能夠?qū)崿F(xiàn)小型化、批量化，同時(shí)適用于工地現(xiàn)場(chǎng)和實(shí)驗(yàn)室的制備土體微觀結(jié)構(gòu)分析試件的裝置，能解決現(xiàn)有存在的制樣時(shí)間長(zhǎng)、無(wú)法在工地現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)展，不能快速化、批量化、小型化制樣等問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】-種掃描電鏡樣品取土器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于巖土工程材料土體微觀結(jié)構(gòu)研究的【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種掃 描電鏡樣品取土器。

【背景技術(shù)】
[0002] 在地質(zhì)工程、道路工程、巖土工程中，土的變形及強(qiáng)度與土的微觀結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。 土的變形及強(qiáng)度機(jī)理研究離不開(kāi)土微觀結(jié)構(gòu)的研究。目前掃描電子顯微鏡技術(shù)和光學(xué)顯微 鏡技術(shù)已被大量應(yīng)用于巖土工程材料微觀結(jié)構(gòu)特征的研究。但現(xiàn)有的無(wú)固化方法所制成 的試樣存在以下問(wèn)題：（1)制樣過(guò)程中土顆粒移位或缺失，不能真實(shí)反映土體的實(shí)際結(jié)構(gòu)；
[2] 觀察面起伏不平，微觀圖像不夠清晰，不利于分析；現(xiàn)有的通過(guò)固化制成試樣的方法， 存在制樣時(shí)間長(zhǎng)、無(wú)法在工地現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)展，不能快速化、批量化、小型化制樣。采用現(xiàn)有技術(shù)制 備土體微觀結(jié)構(gòu)分析試樣，將耗費(fèi)大量的時(shí)間和經(jīng)費(fèi)。我國(guó)幅員遼闊，土體組成復(fù)雜，制樣 的困難，使得現(xiàn)有的土體微觀結(jié)構(gòu)研究存在著樣品代表性不強(qiáng)等問(wèn)題。因此，如何快速的批 量化、小型化制備土體微觀結(jié)構(gòu)分析試件是土體微觀結(jié)構(gòu)研究的關(guān)鍵。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0003] 本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種掃描 電鏡樣品取土器，其操作步驟簡(jiǎn)單快捷，能夠?qū)崿F(xiàn)小型化、批量化，同時(shí)適用于工地現(xiàn)場(chǎng)和 實(shí)驗(yàn)室的制備土體微觀結(jié)構(gòu)分析試件的裝置，制成的樣品可以方便地開(kāi)展微觀結(jié)構(gòu)觀測(cè)， 同時(shí)用于土體微觀結(jié)構(gòu)分析及微觀結(jié)構(gòu)的三維重建，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。
[0004] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種掃描電鏡樣品取土器， 其特征在于：頂端為密封狀、底端為開(kāi)口狀的薄壁圓柱狀套筒、以及套筒薄壁開(kāi)設(shè)的輸液孔 和輸氣孔；所述輸氣孔和輸液孔上均設(shè)有閥門，所述薄壁圓柱狀套筒底端設(shè)計(jì)為刃口狀，圓 柱狀套筒上帶有尺寸刻度，用于觀測(cè)浸泡材料以及土樣試件的高度；所述薄壁圓柱狀套筒 壁厚小于2mm，薄壁圓柱狀套筒刃口厚度不大于0. 5mm，以便于土體切取，距套筒刃口 40? 70mm處開(kāi)設(shè)有分別用于輸液和施加恒定氣壓的輸液孔和輸氣孔，所述薄壁圓柱狀套筒頂端 密封，使在取樣過(guò)程中套筒內(nèi)部始終保持密封狀態(tài)。
[0005] 上述一種掃描電鏡樣品取土器，其特征是：所述輸液孔為半徑0. 5?1. 5mm的圓 狀小孔，用于注入浸泡材料，輸液孔上設(shè)有閥門，當(dāng)浸泡材料達(dá)到預(yù)定高度時(shí)停止注入，關(guān) 閉閥門；所述輸氣孔為半徑〇. 5?1. 5_的圓狀小孔，用于注入恒定氣壓，輸氣孔上設(shè)有閥 門，以使取土器內(nèi)部保持恒定正壓力，進(jìn)而確保浸泡材料快速平穩(wěn)的進(jìn)入土樣試件內(nèi)部，達(dá) 到浸泡效果。
[0006] 上述一種掃描電鏡樣品取土器，其特征是：所述薄壁圓柱狀套筒底端開(kāi)設(shè)為刃口 狀，在取樣時(shí)，先將密封材料涂抹于取土器刃口和內(nèi)壁，確保取樣過(guò)程中取土器內(nèi)部能形成 密封狀態(tài)，所需涂抹溶液的內(nèi)壁為取土器刃口接觸土樣一端的內(nèi)壁，涂抹高度應(yīng)大于所需 要取土樣的厚度。
[0007] 上述一種掃描電鏡樣品取土器，其特征是：所述取土器薄壁帶有用于標(biāo)記長(zhǎng)度的 以mm為單位的刻度，用于測(cè)量浸泡溶液和土樣試件的高度。
[0008] 本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0009] 1、所采用的取樣設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且加工制作及拆裝方便、輕便小巧、工藝 簡(jiǎn)單易生產(chǎn)。
[0010] 2、取樣所用的一種掃描電鏡樣品取土器的底端為刀刃狀，取樣方式快速靈活、穩(wěn) 定度高。
[0011] 3、使用操作簡(jiǎn)便，對(duì)原始土樣無(wú)擾動(dòng)，能夠?qū)崿F(xiàn)浸泡溶液快速滲入試件，使試件快 速達(dá)到固化狀態(tài)。
[0012] 4、所述一種掃描電鏡樣品取土器內(nèi)部可保持恒定正壓力，且易于實(shí)現(xiàn)。
[0013] 5、由于試件制備方式簡(jiǎn)單快速，一次可批量制備多個(gè)試件，即可批量在工地現(xiàn)場(chǎng) 或?qū)嶒?yàn)室開(kāi)展土體微觀結(jié)構(gòu)樣品制備。
[0014] 6、工作效率高，樣品便于野外攜帶。
[0015] 綜上所述，本實(shí)用新型公開(kāi)了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工制作及拆裝方便、使用操作方便 且使用效果好、測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確、能簡(jiǎn)便實(shí)現(xiàn)溶液快速浸透試件，使試件處于固化狀態(tài)，可小 型化、快速化、批量化生產(chǎn)用于掃描電鏡和光學(xué)顯微鏡圖像采集的試件的裝置。
[0016] 下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1為本實(shí)用新型的使用狀態(tài)參考圖。
[0018] 圖2為本實(shí)用新型土樣固結(jié)成型狀態(tài)示意圖。
[0019] 圖3為本實(shí)用新型取土器取土狀態(tài)示意圖。
[0020] 圖4最終成型小型柱狀試件示意圖
[0021] 附圖標(biāo)記說(shuō)明：
[0022] 1-取土器； 2-輸氣孔； 3-1實(shí)施例1取樣示意；
[0023] 3-2實(shí)施例2取樣示意；3-3實(shí)施例3取樣示意；3-4實(shí)施例3取樣示意；
[0024] 3-輸液孔； 4-套筒刃口； 5-原土體試件；
[0025] 6-土樣試件； 7-施工現(xiàn)場(chǎng)探槽； 8-滑坡體
[0026] 9-閥門

【具體實(shí)施方式】
[0027] 實(shí)施例1
[0028] 如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型包括：頂端為密封狀、底端為開(kāi)口狀的薄壁圓柱狀套 筒、以及套筒薄壁開(kāi)設(shè)的輸液孔（3)和輸氣孔（2)，所述輸液孔和輸氣孔上設(shè)有閥門開(kāi)關(guān)； 所述薄壁圓柱狀套筒底端設(shè)計(jì)為刃口狀，圓柱狀套筒上帶有尺寸刻度，用于測(cè)量浸泡材料 以及土樣試件的高度。
[0029] 所述輸液孔（3)用于注入浸泡材料，浸泡材料達(dá)到預(yù)定高度時(shí)停止注入，關(guān)閉閥 門（9);所述輸氣孔（2)用于注入恒定氣壓，以使取土器內(nèi)部保持恒定正壓力，進(jìn)而確保浸 泡材料快速平穩(wěn)的進(jìn)入土樣試件內(nèi)部，達(dá)到浸泡效果。
[0030] 所述薄壁圓柱狀套筒底端設(shè)置為刃口狀，以減小摩擦力，確保盡可能小的擾動(dòng)原 始土樣，所述薄壁圓柱狀套筒的內(nèi)壁光滑，無(wú)摩擦。
[0031] 所述薄壁圓柱狀套筒壁厚小于2_，薄壁圓柱狀套筒刃口（4)厚度不大于0.5_， 以便于土體切取，距套筒刃口 40?70mm處開(kāi)設(shè)有分別用于輸液和施加恒定氣壓的輸液孔 ⑶和輸氣孔（2)。
[0032] 所述薄壁圓柱狀套筒頂端密封，確保在取樣過(guò)程中套筒內(nèi)部始終達(dá)到密封狀態(tài)。
[0033] 所述一種掃描電鏡樣品取土器薄壁上帶有用于標(biāo)記長(zhǎng)度的以mm為單位的刻度， 用于測(cè)量浸泡溶液和土樣試件的高度。
[0034] 本實(shí)施例中，所述的選定取樣所需的位置為土樣試件（6)中所需做掃描電鏡和光 學(xué)顯微鏡圖像采集、微觀結(jié)構(gòu)三維重建的土體所在位置。
[0035] 實(shí)際使用過(guò)程中，所述取土器（1)的內(nèi)徑以及輸液孔（3)和輸氣孔（2)的位置可 以根據(jù)不同的設(shè)計(jì)需要，調(diào)整到所需的大小和位置。
[0036] 實(shí)施例2
[0037] 如圖3-2所示實(shí)施例中，與實(shí)施例1不同的是：本實(shí)施例中，所述的選定取樣所需 的位置為施工現(xiàn)場(chǎng)探槽7中所需做掃描電鏡和光學(xué)顯微鏡圖像采集、微觀結(jié)構(gòu)三維重建的 土體所在位置。
[0038] 本實(shí)施例中，其余步驟均與實(shí)施例1相同。
[0039] 實(shí)施例3
[0040] 如圖3-3、圖3-4所示實(shí)施例中，與實(shí)施例1不同的是：本實(shí)施例中，所述的選定取 樣所需的位置為滑坡體（8)處的滑帶土，取樣方式：（1)所述取土器垂直于滑帶面取樣（如 圖3-3所示）；（2)所述取土器垂直于水平面取樣（如圖3-4所示）。
[0041] 本實(shí)施例中，其余步驟均與實(shí)施例1相同。
[0042] 綜上，本實(shí)用新型所采用的取樣設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理且加工制作及拆裝方便、 輕便小巧、工藝簡(jiǎn)單易生產(chǎn)，取樣方式快速靈活，使用操作簡(jiǎn)便，取樣成本低，土樣無(wú)擾動(dòng)， 能夠?qū)崿F(xiàn)浸泡溶液快速滲入試件，使試件快速達(dá)到固化狀態(tài)，可批量制備多個(gè)試件，試件制 備時(shí)間短。
[〇〇43] 以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何限制，凡是根 據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍 屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種掃描電鏡樣品取土器，其特征在于：包括頂端為密封狀、底端為開(kāi)口狀的薄壁 圓柱狀套筒，所述薄壁圓柱狀套筒底端設(shè)計(jì)為刃口狀，圓柱狀套筒上帶有尺寸刻度，用于觀 測(cè)浸泡材料以及土樣試件的高度；所述薄壁圓柱狀套筒壁厚小于2_，薄壁圓柱狀套筒刃 口厚度不大于〇. 5mm，以便于土體切取，確保盡可能小的擾動(dòng)原始土樣，距套簡(jiǎn)刃口 40? 70mm處開(kāi)設(shè)有分別用于輸液和施加恒定氣壓的輸液孔和輸氣孔，所述輸液孔和輸氣孔上均 設(shè)有閥門，所述薄壁圓柱狀套筒頂端密封，使在取樣過(guò)程中套筒內(nèi)部始終保持密封狀態(tài)。
2. 按照權(quán)利要求1所述的一種掃描電鏡樣品取土器，其特征在于：所述輸液孔用于注 入浸泡材料，浸泡材料達(dá)到預(yù)定高度時(shí)停止注入，關(guān)閉閥門；所述輸氣孔用于注入恒定氣 壓，以使取土器內(nèi)部保持恒定正壓力，進(jìn)而確保浸泡材料快速平穩(wěn)的進(jìn)入土樣試件內(nèi)部，達(dá) 到快速浸泡效果。
3. 按照權(quán)利要求1所述的一種掃描電鏡樣品取土器，其特征在于：所述取土器薄壁帶 有用于標(biāo)記長(zhǎng)度的以_為單位的刻度，用于測(cè)量浸泡溶液和土樣試件的高度。
4. 按照權(quán)利要求1所述的一種掃描電鏡樣品取土器，其特征在于：所述取土器適用于 黃土、紅粘土、膨脹土、軟土、凍土、鹽漬土、滑帶土、重塑土、回填土等各種土體的取樣。
【文檔編號(hào)】G01N1/28GK203894070SQ201420112408
【公開(kāi)日】2014年10月22日 申請(qǐng)日期:2014年3月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月9日
【發(fā)明者】楊碩, 李曉軍 申請(qǐng)人:西安科技大學(xué)