[发明专利]一种大埋深土壤样品等效取样方法

说明书

本发明涉及一种大埋深土壤样品等效取样方法，包括：确定取样点及等效取样点；设计取样深度；测量取样点之间的空间位置关系；计算取样点A的竖向压力；计算等效取样点B的竖向压力；计算等效取样深度。本发明通过利用边坡高度差的方式，根据土壤中应力特性，提出了针对大埋深土壤水分特征参数等效取样与方法。通过等效模拟计算出较深土壤的参数，只需要简单的人工，在较浅的土壤层面，就可以取得较深土层的原状土样，节省人力、物力和财力，取得了明显的科研效益和社会效益。

技术领域

本发明涉及一种大埋深土壤样品等效取样方法，是一种水文实验方法，是一种对土壤取样的实验方法。

背景技术

在水文实验勘测过程中，由于土壤取样的频次较多，取样位置变化也较多，科研人员在野外取样通常只能携带较为简单的土壤取样工具，利用这些简单的取土器很难取得较深土层的土样。如果需要对较深土壤取样，就要动用较为大型的机械设备。使用大型的机械设备必然造成较高的成本，取样的次数也不能过多，这就大大的限制了土壤取样实验的效率和准确性。

发明内容

为了克服现有技术的问题，本发明提出了一种大埋深土壤样品等效取样方法。所述的方法利用地形高度的变化，在高度较低的位置取样，通过计算等效出位置较高的土壤参数，仅使用便于携带的简单手动取样工具就能得到较深层土壤的参数。

本发明的目的是这样实现的：一种大埋深土壤样品等效取样方法，所述方法的步骤如下：

确定取样点及等效取样点的步骤：对土壤实验区的土壤进行现场勘查和有关资料的收集，根据土壤类型、肥力等级和地形等因素选定适宜的取样点A以及等效取样点B，并插木桩确定下钻地点；

设计取样深度的步骤：测定深度根据土壤实验区的地质条件和土钻最大使用能力而定，以及实验条件确定，为保证选取的取样点能够满足下钻深度及等效取样的准确，应该保证取样下钻的深度H与边坡的竖向高度h近似相等；

测量取样点之间的空间位置关系的步骤：测定取样点A到堆积体的水平距离x₃、x₄，取样点B到堆积体的水平距离x₁、x₂，堆积体的宽度b₁、b₂以及边坡的竖向高度h；

计算取样点A的竖向压力的步骤：将设计取样深度以及不同土层的容重代入不同地形计算取样点A的竖向压力，

当边坡角β在0-90°之间且H=h时：

，

式中：P_A为 A点的竖向压力；σ_ca为A点的自重应力；σ_z3和σ_z4分别为三角形均布荷载和条形均布荷载作用在A点处的竖向附加应力；p为均布荷载；γ为容重；α_s3为三角形均布荷载作用在A处的附加应力系数；α_s4为条形均布荷载作用在A处的附加应力系数；

当边坡角β在0-90°之间且H>h时：

，