原狀凍土取樣裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)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(nèi)管以及同軸套設(shè)在其外部的外管；外管下端設(shè)置有入土切削刃口，外管的下端的內(nèi)壁上設(shè)置有環(huán)形凸起；取土內(nèi)管為多個(gè)半徑及長(zhǎng)度相同的管片拼接而成的圓管，取土內(nèi)管外徑大于環(huán)形凸起的內(nèi)徑；取土內(nèi)管下端與環(huán)形凸起接觸，上端露出外管。本發(fā)明避免了因凍結(jié)期土壤中水分受到凍脹作用影響而導(dǎo)致試樣無法取出的問題；同時(shí)，該裝置不需要開挖土壤剖面坑即可方便的采取土壤試樣且能夠最大程度的避免取樣過程中的擾動(dòng)、擠壓、壓實(shí)、污染及人為干擾，能夠保持最具代表性的土壤原狀發(fā)生層次序列和不同土層土壤自然結(jié)構(gòu)形態(tài)。
【專利說明】原狀凍土取樣裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)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(shù)】
[0002]原狀土取樣是工程地質(zhì)勘查、環(huán)境工程、農(nóng)業(yè)工程中的一項(xiàng)基礎(chǔ)工作。原狀土在采取過程中保持了試樣的天然結(jié)構(gòu):即土樣的物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、結(jié)構(gòu)特性等在取樣過程中均保持不變；否則采取到的試樣稱為“擾動(dòng)土”。在土壤物理學(xué)、土壤化學(xué)及土壤微觀學(xué)等許多領(lǐng)域的研究中不容許或應(yīng)該盡量避免擾動(dòng)土的存在。
[0003]目前，常用的原狀取樣法有環(huán)刀法和原狀取土管法。兩種方法都是基于普通情況下(非凍結(jié)條件)的原狀土取樣方法，并不適合凍結(jié)土壤的采取。環(huán)刀法取土需要先挖掘剖面坑，存在著操作復(fù)雜、勞動(dòng)強(qiáng)度大、取土效率低等缺點(diǎn)，尤其在冬季土壤最大凍深期時(shí)使用環(huán)刀法采取原狀凍結(jié)土壤幾乎是不可能的:因?yàn)橥寥纼鼋Y(jié)后，環(huán)刀難于打入堅(jiān)硬的土層或打入土層時(shí)會(huì)發(fā)生環(huán)刀快口內(nèi)卷和迸裂或環(huán)刀筒內(nèi)原狀土不易切平等；這些都會(huì)對(duì)接下來的測(cè)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(gè)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(zhǔn)度低、誤差大、易于破壞土樣等缺點(diǎn)；尤其在最大凍深期間，土壤凍結(jié)程度高，堅(jiān)硬的土壤使得取土管也無法進(jìn)入土體；若采取單管預(yù)埋處理以達(dá)到進(jìn)入土體的目的，又會(huì)因?yàn)樵趦鼋Y(jié)期土壤中水分受到凍脹作用的影響，試樣受到預(yù)埋取土的單管的強(qiáng)烈擠壓，導(dǎo)致試樣無法取出等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004](一)要解決的技術(shù)問題
[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種原狀凍土取樣裝置，用于解決原狀凍土取樣的問題。
[0006](二)技術(shù)方案
[0007]本發(fā)明技術(shù)方案如下:
[0008]一種原狀凍土取樣裝置，包括取土內(nèi)管以及同軸套設(shè)在其外部的外管；
[0009]所述外管下端設(shè)置有入土切削刃口，所述外管下端的內(nèi)壁上設(shè)置有靠近所述入土切削刃口的環(huán)形凸起；
[0010]所述取土內(nèi)管為多個(gè)半徑及長(zhǎng)度相同的管片拼接而成的圓管，所述取土內(nèi)管外徑大于所述環(huán)形凸起的內(nèi)徑；所述取土內(nèi)管下端與所述環(huán)形凸起接觸，上端露出所述外管。
[0011]優(yōu)選的，所述取土內(nèi)管為兩個(gè)半徑及長(zhǎng)度相同的半圓管片拼接而成的圓管。
[0012]優(yōu)選的，所述凍土取樣裝置還包括同軸套設(shè)在所述取土內(nèi)管露出端的端帽，所述端帽的內(nèi)徑小于所述外管的外徑，所述端帽的長(zhǎng)度大于所述取土內(nèi)管露出端的長(zhǎng)度。
[0013]優(yōu)選的，所述端帽外徑大于所述外管的外徑，所述端帽的帽沿具有沿所述外管外壁延伸的管狀結(jié)構(gòu)，所述管狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)徑等于所述外管的外徑。
[0014]優(yōu)選的，所述取土內(nèi)管露出端沿其橫截面直徑方向開設(shè)有兩個(gè)相對(duì)的通孔，所述取樣裝置還包括旋轉(zhuǎn)桿，所述旋轉(zhuǎn)桿直徑小于所述通孔的孔徑，長(zhǎng)度大于所述取土內(nèi)管橫截面的直徑。
[0015](三)有益效果
[0016]本發(fā)明通過在外管內(nèi)設(shè)置可分開的取土內(nèi)管，避免了因?yàn)閮鼋Y(jié)期土壤中水分受到凍脹作用的影響而導(dǎo)致試樣無法取出的問題；同時(shí)，該裝置不需要開挖土壤剖面坑即可方便的采取土壤試樣且能夠最大程度的避免取樣過程中的擾動(dòng)、擠壓、壓實(shí)、污染及人為干擾，能夠保持最具代表性的土壤原狀發(fā)生層次序列和不同土層土壤自然結(jié)構(gòu)形態(tài)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的一種原狀凍土取樣裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中，1:端帽；2:取土內(nèi)管；3:外管；5:通孔；6:環(huán)形凸起；7:入土切削刃口。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0020]本實(shí)例主要是關(guān)于冬季土壤最大凍深期采取原狀凍結(jié)土壤的試驗(yàn)研究。
[0021]本實(shí)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(nèi)管2以及同軸套設(shè)在其外部的外管3 ;外管3為不銹鋼厚管，其下端邊緣設(shè)置有通過銑削加工而成的入土切削刃口 7，便于取樣裝置進(jìn)入土壤，外管3下端靠近入土切削刃口 7處的內(nèi)壁上設(shè)置有通過銑削加工而成的凸出的環(huán)形凸起6，取土內(nèi)管2外徑大于環(huán)形凸起6的內(nèi)徑，其下端落在環(huán)形凸起6上并由環(huán)形凸起6卡擋，上端從外管3露出，環(huán)形凸起6主要用于在裝置進(jìn)入土壤后對(duì)取土內(nèi)管2起到支撐作用；取土內(nèi)管2為多個(gè)半徑及長(zhǎng)度相同的管片拼接而成的圓管，例如由兩個(gè)半徑及長(zhǎng)度相同的半圓不銹鋼管片拼接而成的圓管；外管3和取土內(nèi)管2之間存在一定的間隙，既可以保護(hù)取土內(nèi)管2，又方便了取樣完成后取土內(nèi)管2從外管3中的取出，同時(shí)在取土內(nèi)管2受到土壤中水分受到凍脹作用而分裂開來時(shí)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(jié)前預(yù)埋入待取樣的土壤中，因?yàn)樽畲髢錾钇陂g，土壤凍結(jié)程度高，堅(jiān)硬的土壤使得原狀凍土取樣裝置無法或者很難進(jìn)入土體；取樣完成后將取土內(nèi)管2從外管3中取出，將取土內(nèi)管2的各個(gè)管片分開，即可得到完好的原狀土壤樣品。
[0023]進(jìn)一步的，凍土取樣裝置還包括同軸套設(shè)在取土內(nèi)管2露出端的端帽1，端帽I的內(nèi)徑小于外管3的外徑，端帽I的長(zhǎng)度大于取土內(nèi)管2露出外管3的長(zhǎng)度，保證取土內(nèi)管2與端帽I頂部不接觸；方便在未凍結(jié)期將取土內(nèi)管2和外管3通過鐵錘一同打入土內(nèi)，且不會(huì)對(duì)取土內(nèi)管2造成傷害。
[0024]進(jìn)一步的，端帽I外徑大于外管3的外徑，端帽I的帽沿具有沿外管3外壁延伸的管狀結(jié)構(gòu)，管狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)徑等于外管3的外徑，保證在通過鐵錘將取土內(nèi)管2和外管3打入土中的過程中，端帽I不會(huì)發(fā)生偏移。
[0025]進(jìn)一步的，取土內(nèi)管2上端距管沿取土內(nèi)管2橫截面的直徑方向開設(shè)有兩個(gè)相對(duì)的通孔5，取樣裝置還包括旋轉(zhuǎn)桿，旋轉(zhuǎn)桿直徑小于通孔5的孔徑，長(zhǎng)度大于取土內(nèi)管2的橫截面直徑；當(dāng)取原狀土?xí)r將旋轉(zhuǎn)桿穿過通孔5，不停旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)桿，直到扭斷進(jìn)入取土內(nèi)管2中的凍土。
[0026]本發(fā)明的取土過程分為三個(gè)階段:
[0027]入土:在未凍結(jié)時(shí)期，將取土內(nèi)管2和外管3通過鐵錘一同打入到采樣定點(diǎn)區(qū)域，端蓋I用來承受鐵錘敲打，以保護(hù)內(nèi)外管不受損害。
[0028]提土:將旋轉(zhuǎn)桿穿過取土內(nèi)管2的通孔5，不斷旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)桿，直到扭斷進(jìn)入取土內(nèi)管2中的凍土，邊旋轉(zhuǎn)邊向上取出內(nèi)管2。
[0029]取土:將取土內(nèi)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(fā)明的優(yōu)點(diǎn)具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0031]1、該取樣裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，兩個(gè)人就可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行搬運(yùn)和操作，完全滿足農(nóng)業(yè)取土要求便攜、易操作的特點(diǎn)。
[0032]2、取土內(nèi)外管采用不銹鋼，入土切削刃口、環(huán)形凸起都通過銑削加工而成，扛沖擊強(qiáng)度大，硬度高，可以承受沖擊力及凍脹作用力。
[0033]3、本發(fā)明采用預(yù)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(fèi)力取土，憑兩個(gè)人操作，就可以獲取很大深度內(nèi)的剖面原狀凍結(jié)土壤樣品。
[0034]4、由于本發(fā)明的取土內(nèi)管是由兩個(gè)密接半圓薄管組合而成，在取得原狀凍土土樣之后，可以輕松將筒體分為兩個(gè)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(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的保護(hù)范疇。
【權(quán)利要求】
1.一種原狀凍土取樣裝置，其特征在于，包括取土內(nèi)管(2)以及同軸套設(shè)在其外部的外管(3)； 所述外管(3)下端設(shè)置有入土切削刃口(7)，所述外管(3)下端的內(nèi)壁上設(shè)置有靠近所述入土切削刃口(7)的環(huán)形凸起(6)； 所述取土內(nèi)管(2)為多個(gè)半徑及長(zhǎng)度相同的管片拼接而成的圓管，所述取土內(nèi)管(2)外徑大于所述環(huán)形凸起(6)的內(nèi)徑；所述取土內(nèi)管(2)下端與所述環(huán)形凸起(6)接觸，上端露出所述外管(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原狀凍土取樣裝置，其特征在于，所述取土內(nèi)管(2)為兩個(gè)半徑及長(zhǎng)度相同的半圓管片拼接而成的圓管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的原狀凍土取樣裝置，其特征在于，所述凍土取樣裝置還包括同軸套設(shè)在所述取土內(nèi)管(2)露出端的端帽(1)，所述端帽(I)的內(nèi)徑小于所述外管(3)的外徑，所述端帽(I)的長(zhǎng)度大于所述取土內(nèi)管(2)露出端的長(zhǎng)度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的原狀凍土取樣裝置，其特征在于，所述端帽(I)外徑大于所述外管(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(jié)構(gòu)，所述管狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)徑等于所述外管(3)的外徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的原狀凍土取樣裝置，其特征在于，所述取土內(nèi)管(2)露出端沿其橫截面的直徑方向開設(shè)有兩個(gè)相對(duì)的通孔(5 )，所述取樣裝置還包括旋轉(zhuǎn)桿，所述旋轉(zhuǎn)桿直徑小于所述通孔(5 )的孔徑，長(zhǎng)度大于所述取土內(nèi)管(2 )橫截面的直徑。
【文檔編號(hào)】G01N1/04GK103792106SQ201210418372
【公開日】2014年5月14日 申請(qǐng)日期:2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月26日
【發(fā)明者】楊培嶺, 賀新, 任樹梅, 李云開, 蘇艷平, 俞昊良 申請(qǐng)人:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)