[发明专利]一种林木根系对土壤固结力测定装置

说明书

技术领域

本发明涉及仪器仪表设备领域，具体说是一种环境监测监测装置，更具体说是一种土壤固结力测定装置。

背景技术

随着环保观念的深入人心，各国对环境越来越重视。保证良好环境的重要手段之一就是利用植物对土壤的固结作用来防止土壤的沙漠化，减少有害天气的形成。现有的技术往往通过土壤的固结系数来考量土壤的状况，固结系数反映土体固结快慢的指标。固结系数取决于某一压力下土的渗透系数、孔隙比和压缩系数，因此在计算固结度时应采用与实际应力状态相同（自重应力与附加应力之和）的固结系数，但由于室内试验只进行了几个固定压力下的固结系数试验，难于得到任意应力时的固结系数，从合理角度考虑，应取与实际应力状态相近时的固结系数进行沉降估算，当取固结系数小于实际应力状态时，固结时间比实际固结时间要长，实测沉降可能大于估算沉降，反之则结果相反。

由于现有技术是在室内试验只进行了几个固定压力下的固结系数试验，无法实时得到野外某地的实时数据，况且，在室内实验时，采样的结果将植物根系切断，影响了真实的植物根系对土壤固结力的作用，因此，实验数据有很大偏差。为此，迫切需要一种实时测量某地植物林木根系对土壤固结力测定装置。

发明内容

为实时测量某地植物林木根系对土壤固结力，本发明提供了一种装置，其结构如下：

一种林木根系对土壤固结力测定装置，其特征在于：包括外筒7、所述外筒7设置通孔，所述通孔内设置测量头3，所述测量头3的一端为平面，另一端为锥面，外筒7的内部设置传力杆1，所述传力杆1的下部设置驱动锥2，所述驱动锥2的锥面与测量头3的锥面相配合；所述传力杆1的上部与螺杆4连接，螺杆4与固定在外筒7上部的螺母配合，螺杆4与力臂5固定连接，所述力臂5的末端设置计力器；

为保证测量头3的归位，所述外筒的底部设置定滑轮9，金属索8绕过定滑轮9两端分别连接测量头3和驱动锥2的底部；

为提高测量精度，减少植物根系走向对测量结果的影响，所述的测量头为4组，相互成90度；所述驱动锥可以为圆锥或四面体；

本发明的最佳实现方式为所述驱动锥为正四面体。

本发明的优点是：结构简单、使用方便、适用于任何地理特征的土地测量，且真实反映该地点的植物根系土壤固结力。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为图1中A-A视图；

图3为利用本发明的装置测量结果曲线。

具体实施方式

下面结合附图具体说明本发明，如图1、图2所示，本发明包括外筒7、所述外筒7设置通孔，所述通孔内设置测量头3，所述测量头3的一端为平面11，另一端为锥面10，外筒7的内部设置传力杆1，所述传力杆1的下部设置驱动锥2，所述驱动锥2的锥面与测量头3的锥面相配合；所述传力杆1的上部与螺杆4连接，螺杆4与固定在外筒7上部的螺母配合，螺杆4与力臂5固定连接，所述力臂5的末端设置计力器6；所述计力器6可采用普通的拉力计或压力计。

为保证测量头3的归位，所述外筒7的底部设置定滑轮9，金属索8绕过定滑轮9两端分别连接测量头3和驱动锥2的底部；

为提高测量精度，所述的测量头为4组，相互成90度；

为适应不同的要求，所述驱动锥可以为圆锥或四面体。

本发明的使用方法为：在事先预定的测量位置，按外筒7的外径挖好孔，将本发明的装置放入孔内，搬动力臂，力臂带动螺杆转动，螺杆驱动传力杆向下运动，传力杆下部的驱动锥与测量头的锥面接触，使得测量头向垂直于外筒的外面运动，于此同时，通过计力器记下测量的数据；然后按同样方法在没有植物根系的地方测量，得到对比数据。按距离植物的远近、测量的深度不同，可得到一系列的数据，将这些数据与无植物处的测量数据进行对比，就可定性分析出不同位置、不同深度、不同植物的根系对土壤的固结力。

为保证测量头的回位，本发明设置金属索将测量头和驱动锥连接，当驱动锥向上抬起时，拉动金属索，将测量头归位。

图3为测量头平面端为100平方厘米时，距离植物1米和1.5米时，不同深度测量灌木丛的根系土壤固结力的结果；图中曲线1为无植物根系处的土壤固结力；2为距离植物1米处，3为距离植物1.5米处，由图中可见，该植物对土壤的固结力在1-1.5米处较大，比无植物处大于50%，当大于2米，植物根系固结力影响较小。