原狀凍土取樣裝置製造方法
2023-11-05 01:45:47
原狀凍土取樣裝置製造方法
【專利摘要】本發明涉及一種土壤取樣裝置，具體涉及一種原狀凍土取樣裝置。該裝置包括取土內管以及同軸套設在其外部的外管；外管下端設置有入土切削刃口，外管的下端的內壁上設置有環形凸起；取土內管為多個半徑及長度相同的管片拼接而成的圓管，取土內管外徑大於環形凸起的內徑；取土內管下端與環形凸起接觸，上端露出外管。本發明避免了因凍結期土壤中水分受到凍脹作用影響而導致試樣無法取出的問題；同時，該裝置不需要開挖土壤剖面坑即可方便的採取土壤試樣且能夠最大程度的避免取樣過程中的擾動、擠壓、壓實、汙染及人為幹擾，能夠保持最具代表性的土壤原狀發生層次序列和不同土層土壤自然結構形態。
【專利說明】原狀凍土取樣裝置
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種土壤取樣裝置，具體涉及一種原狀凍土取樣裝置。
【背景技術】
[0002]原狀土取樣是工程地質勘查、環境工程、農業工程中的一項基礎工作。原狀土在採取過程中保持了試樣的天然結構:即土樣的物理性質、化學性質、結構特性等在取樣過程中均保持不變；否則採取到的試樣稱為「擾動土」。在土壤物理學、土壤化學及土壤微觀學等許多領域的研究中不容許或應該儘量避免擾動土的存在。
[0003]目前，常用的原狀取樣法有環刀法和原狀取土管法。兩種方法都是基於普通情況下(非凍結條件)的原狀土取樣方法，並不適合凍結土壤的採取。環刀法取土需要先挖掘剖面坑，存在著操作複雜、勞動強度大、取土效率低等缺點，尤其在冬季土壤最大凍深期時使用環刀法採取原狀凍結土壤幾乎是不可能的:因為土壤凍結後，環刀難於打入堅硬的土層或打入土層時會發生環刀快口內卷和迸裂或環刀筒內原狀土不易切平等；這些都會對接下來的測定分析工作帶來影響。原狀取土管法雖然一次可以取得多個土層的土樣，取土效率高，但存在著土壤推出困難、土樣分離精準度低、誤差大、易於破壞土樣等缺點；尤其在最大凍深期間，土壤凍結程度高，堅硬的土壤使得取土管也無法進入土體；若採取單管預埋處理以達到進入土體的目的，又會因為在凍結期土壤中水分受到凍脹作用的影響，試樣受到預埋取土的單管的強烈擠壓，導致試樣無法取出等問題。
【發明內容】
[0004](一)要解決的技術問題
[0005]本發明的目的在於提供一種原狀凍土取樣裝置，用於解決原狀凍土取樣的問題。
[0006](二)技術方案
[0007]本發明技術方案如下:
[0008]一種原狀凍土取樣裝置，包括取土內管以及同軸套設在其外部的外管；
[0009]所述外管下端設置有入土切削刃口，所述外管下端的內壁上設置有靠近所述入土切削刃口的環形凸起；
[0010]所述取土內管為多個半徑及長度相同的管片拼接而成的圓管，所述取土內管外徑大於所述環形凸起的內徑；所述取土內管下端與所述環形凸起接觸，上端露出所述外管。
[0011]優選的，所述取土內管為兩個半徑及長度相同的半圓管片拼接而成的圓管。
[0012]優選的，所述凍土取樣裝置還包括同軸套設在所述取土內管露出端的端帽，所述端帽的內徑小於所述外管的外徑，所述端帽的長度大於所述取土內管露出端的長度。
[0013]優選的，所述端帽外徑大於所述外管的外徑，所述端帽的帽沿具有沿所述外管外壁延伸的管狀結構，所述管狀結構的內徑等於所述外管的外徑。
[0014]優選的，所述取土內管露出端沿其橫截面直徑方向開設有兩個相對的通孔，所述取樣裝置還包括旋轉杆，所述旋轉杆直徑小於所述通孔的孔徑，長度大於所述取土內管橫截面的直徑。
[0015](三)有益效果
[0016]本發明通過在外管內設置可分開的取土內管，避免了因為凍結期土壤中水分受到凍脹作用的影響而導致試樣無法取出的問題；同時，該裝置不需要開挖土壤剖面坑即可方便的採取土壤試樣且能夠最大程度的避免取樣過程中的擾動、擠壓、壓實、汙染及人為幹擾，能夠保持最具代表性的土壤原狀發生層次序列和不同土層土壤自然結構形態。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是本發明的一種原狀凍土取樣裝置的結構示意圖。
[0018]圖中，1:端帽；2:取土內管；3:外管；5:通孔；6:環形凸起；7:入土切削刃口。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖和實施例，對發明的【具體實施方式】做進一步描述。以下實施例僅用於說明本發明，但不用來限制本發明的範圍。
[0020]本實例主要是關於冬季土壤最大凍深期採取原狀凍結土壤的試驗研究。
[0021]本實例中以原狀凍土取樣裝置的入土一端為下端，以原狀凍土取樣裝置露出地面一端為上端。
[0022]如圖1所示的一種原狀凍土取樣裝置，包括取土內管2以及同軸套設在其外部的外管3 ;外管3為不鏽鋼厚管，其下端邊緣設置有通過銑削加工而成的入土切削刃口 7，便於取樣裝置進入土壤，外管3下端靠近入土切削刃口 7處的內壁上設置有通過銑削加工而成的凸出的環形凸起6，取土內管2外徑大於環形凸起6的內徑，其下端落在環形凸起6上並由環形凸起6卡擋，上端從外管3露出，環形凸起6主要用於在裝置進入土壤後對取土內管2起到支撐作用；取土內管2為多個半徑及長度相同的管片拼接而成的圓管，例如由兩個半徑及長度相同的半圓不鏽鋼管片拼接而成的圓管；外管3和取土內管2之間存在一定的間隙，既可以保護取土內管2，又方便了取樣完成後取土內管2從外管3中的取出，同時在取土內管2受到土壤中水分受到凍脹作用而分裂開來時可以起到整合作用；原狀凍土取樣裝置在待取樣的土壤凍結前預埋入待取樣的土壤中，因為最大凍深期間，土壤凍結程度高，堅硬的土壤使得原狀凍土取樣裝置無法或者很難進入土體；取樣完成後將取土內管2從外管3中取出，將取土內管2的各個管片分開，即可得到完好的原狀土壤樣品。
[0023]進一步的，凍土取樣裝置還包括同軸套設在取土內管2露出端的端帽1，端帽I的內徑小於外管3的外徑，端帽I的長度大於取土內管2露出外管3的長度，保證取土內管2與端帽I頂部不接觸；方便在未凍結期將取土內管2和外管3通過鐵錘一同打入土內，且不會對取土內管2造成傷害。
[0024]進一步的，端帽I外徑大於外管3的外徑，端帽I的帽沿具有沿外管3外壁延伸的管狀結構，管狀結構的內徑等於外管3的外徑，保證在通過鐵錘將取土內管2和外管3打入土中的過程中，端帽I不會發生偏移。
[0025]進一步的，取土內管2上端距管沿取土內管2橫截面的直徑方向開設有兩個相對的通孔5，取樣裝置還包括旋轉杆，旋轉杆直徑小於通孔5的孔徑，長度大於取土內管2的橫截面直徑；當取原狀土時將旋轉杆穿過通孔5，不停旋轉旋轉杆，直到扭斷進入取土內管2中的凍土。
[0026]本發明的取土過程分為三個階段:
[0027]入土:在未凍結時期，將取土內管2和外管3通過鐵錘一同打入到採樣定點區域，端蓋I用來承受鐵錘敲打，以保護內外管不受損害。
[0028]提土:將旋轉杆穿過取土內管2的通孔5，不斷旋轉旋轉杆，直到扭斷進入取土內管2中的凍土，邊旋轉邊向上取出內管2。
[0029]取土:將取土內管2的兩部分分開，取出完好的凍土原狀土樣，用鋼鋸分層切割土壤樣本。
[0030]本發明的優點具有以下優點:
[0031]1、該取樣裝置結構簡單，操作方便，兩個人就可以對設備進行搬運和操作，完全滿足農業取土要求便攜、易操作的特點。
[0032]2、取土內外管採用不鏽鋼，入土切削刃口、環形凸起都通過銑削加工而成，扛衝擊強度大，硬度高，可以承受衝擊力及凍脹作用力。
[0033]3、本發明採用預埋式套管裝置，在使用過程中不需要挖掘土壤剖面，不需要費力取土，憑兩個人操作，就可以獲取很大深度內的剖面原狀凍結土壤樣品。
[0034]4、由於本發明的取土內管是由兩個密接半圓薄管組合而成，在取得原狀凍土土樣之後，可以輕鬆將筒體分為兩個部分，無需推出擠壓土樣，即可得到完好的原狀土壤樣品。
[0035]以上實施方式僅用於說明本發明，而並非對本發明的限制，有關【技術領域】的普通技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術方案也屬於本發明的保護範疇。
【權利要求】
1.一種原狀凍土取樣裝置，其特徵在於，包括取土內管(2)以及同軸套設在其外部的外管(3)； 所述外管(3)下端設置有入土切削刃口(7)，所述外管(3)下端的內壁上設置有靠近所述入土切削刃口(7)的環形凸起(6)； 所述取土內管(2)為多個半徑及長度相同的管片拼接而成的圓管，所述取土內管(2)外徑大於所述環形凸起(6)的內徑；所述取土內管(2)下端與所述環形凸起(6)接觸，上端露出所述外管(3)。
2.根據權利要求1所述的原狀凍土取樣裝置，其特徵在於，所述取土內管(2)為兩個半徑及長度相同的半圓管片拼接而成的圓管。
3.根據權利要求1所述的原狀凍土取樣裝置，其特徵在於，所述凍土取樣裝置還包括同軸套設在所述取土內管(2)露出端的端帽(1)，所述端帽(I)的內徑小於所述外管(3)的外徑，所述端帽(I)的長度大於所述取土內管(2)露出端的長度。
4.根據權利要求3所述的原狀凍土取樣裝置，其特徵在於，所述端帽(I)外徑大於所述外管(3)的外徑，所述端帽(I)的帽沿具有沿所述外管(3)外壁延伸的管狀結構，所述管狀結構的內徑等於所述外管(3)的外徑。
5.根據權利要求2所述的原狀凍土取樣裝置，其特徵在於，所述取土內管(2)露出端沿其橫截面的直徑方向開設有兩個相對的通孔(5 )，所述取樣裝置還包括旋轉杆，所述旋轉杆直徑小於所述通孔(5 )的孔徑，長度大於所述取土內管(2 )橫截面的直徑。
【文檔編號】G01N1/04GK103792106SQ201210418372
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年10月26日 優先權日:2012年10月26日
【發明者】楊培嶺, 賀新, 任樹梅, 李雲開, 蘇豔平, 俞昊良 申請人:中國農業大學