[发明专利]一种原状土的提取装置及其提取方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种土壤提取技术，具体地说是一种原状土的提取装置及其提取方法。

背景技术

土壤水分入渗是自然界水循环中的重要环节，涉及到地表产流、地下径流、灌溉或降雨后土壤水分分布、降雨对地下水的补给、土壤侵蚀以及化肥、农药等污染物随水分迁移等。研究这一过程对于了解地表径流与土壤入渗，对防止土壤侵蚀等方面具有非常重要的意义。

测定土壤水分入渗的意义：

当土层被水分饱和后，土壤中的水分受重力影响而向下移动的现象称为渗透性。土壤渗透性是土壤的重要特征之一，它与大气降水和灌溉水几乎完全进入土壤，并在其中贮存起来，而在渗透性不好的情况下，水分就沿地表流走，造成侵蚀。土壤渗透性与土壤质地、结构、盐分含量、含水量以及湿度有关。

1、土壤的渗透性：

(1)渗流：在水头差的作用下，水穿过土壤中相互连通的孔隙发生流动的现象。

(2)土壤的渗透性：土体有被水透过的性质，即水流通过土壤中相互连通孔隙难易程度的性质。

(3)渗流引起的问题：①渗漏问题：造成水量损失；②渗透变形问题：渗流引起土体内部应力的变化，造成土工建筑物及地基产生渗透破坏。

2、土壤的渗透系数

土壤的渗透系数的物理意义是水力坡降＝1时的渗透流速；量纲(单位)与渗透速度相同。渗透系数表示土壤的渗透性强弱的一个重要力学性质指标，也是渗流计算的一个基本参数。

3、影响渗透系数的主要因素

(1)土壤粒大小与级配，颗粒愈粗、愈均匀、愈浑圆，其渗透系数则愈大。

(2)土壤的密实度：土壤愈密实，其渗透系数就愈小。土壤的密实度增加，其孔隙比变小，渗透性随之减小。

土壤水分入渗试验一般是在室内实验室完成的，基本条件是，建立相应方法的计算模型、测量方法、试验装置与数学模型的合理性与准确性。前提是为了使土壤入渗试验测量准确，必须从野外或农田把选好的原状土，保持它的原始状态，取回实验室放置在试验的装置中，原状土保持的越完整，测量的精度越高。这个概念是公认的，但在做土壤入渗试验初期，对于原状土的采集，确是一大难题，曾有过失败的记录。具体表现为，在土壤结构不均匀的情况下，入渗速度快慢及入渗方向差异较大等，最终导致试验失败。对同一种土壤而言，入渗的速度快与慢及入渗方向是很有规律的，如果试验的前期工作不到位，原状土样提取的不标准，那将导致土壤水分入渗试验，未试先败。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明要解决的技术问题是提供一种土样采集完整、采集过程简便易行、更加安全可靠的原状土的提取装置及其提取方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明一种原状土的提取装置于包括：主体圆筒、开启和锁紧开关及圆筒吊环，其中主体圆筒为两个可以母线为轴开合的半圆柱面，可开合的部位设有开启和锁紧开关，主体圆筒外表面设有圆筒吊环。

所述两个可以母线为轴开合的半圆柱面通过连体合页连接；所述每个半圆柱面的底边向内横向固接有底边圈；所述半圆柱面的上下两端设有加固带；

本发明还具有底盘板，其在使用时接合于主体圆筒底部，该底盘板上设有可方便吊装主体圆筒的圆环。

本发明一种原状土的提取方法，其特征在于包括以下步骤：

1)修整圆柱土样：确定圆柱土样面积，向被采集土样四周及下方方向挖土，达到上层取样深度后，继续向下挖至规定深度，并始终保持圆柱土样处于垂直状态；

2)填装土样：打开主体圆筒上的开启和锁紧开关，使主体圆筒处于张开状态，将两个半圆柱面套于修整后的圆柱土样外部，闭合两个半圆柱面并用开启和锁紧开关将两个半圆柱面锁紧；

3)锯断圆柱土样：在主体圆筒1底部通过切割工具将圆柱土样与其底部的土壤分离；

4)吊装圆柱土样：用起吊装置将主体圆筒夹带圆柱土样吊起一定高度，将底盘板插入主体圆筒底部，再利用起吊装置吊装底盘板，连同主体圆筒及其夹带的圆柱土样放置于运输工具上运至指定地点。

所述切割工具采用钢线锯。

本发明方法还包括以下步骤：在锯断圆柱土样之前，利用起吊装置将套于两个圆筒吊环上的吊绳拉紧。

所述土样为粘土、黄土、白浆土以及黑土。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.土样采集完整。本发明采用的主体圆筒结构简单实用，更加适合对土样的填装，并且采用本发明的提取方法可以更好地保证土样的原始状态。