[发明专利]一种非扰动季节冻土冻融深度监测装置及方法

权利要求书

1.一种非扰动季节冻土冻融深度监测装置，其特征在于：内壳（8）与外壳（4）同心安装，内壳（8）与外壳（4）之间通过两侧的隔离层（5）固装连接，上方固装有顶盖（14），下方固装有钻头（7），在外壳（4）外侧固装有切土螺旋（6）；在所述外壳（4）顶端安装有钻筒把手（15），在外壳（4）上刻画有标准线（16）；内壳（8）、外壳（4）、隔离层（5）、顶盖（14）与钻头（7）围成储水仓（9）与储油仓（10），所述储水仓（9）与储油仓（10）在隔离层（5）下端尽头处相通；所述储水仓（9）相接的部分内壳（8）与外壳（4）均为热传导性能较好的材料制成；所述储油仓（10）相接的部分内壳（8）、外壳（4）、顶盖（14）、隔离层（5）均为热传导性能较差的材料制成；在顶盖（14）上固装有可以灌水排水的球阀Ⅱ（13）、表层融化指示管（1）和冻结深度指示管（2）；所述表层融化指示管（1）上安装有球阀Ⅰ（3）；所述表层融化指示管（1）与储水仓（9）相通，球阀Ⅱ（13）与储水仓（9）相通，冻结深度指示管（2）与储油仓（10）相通；所述冻结深度指示管（2）上有刻度Ⅰ（11），表层融化指示管（1）上有刻度Ⅱ（12）。

2.根据权利要求1所述的一种非扰动季节冻土冻融深度监测装置，其测量方法的特征在于，包括如下步骤：

S1：将检测地点的土壤样品充分浸泡搅拌后得到的定量滤液通过球阀Ⅱ（13）的进水口灌入储水仓（9），待储水仓（9）与储油仓（10）内水体液面稳定不变后，保持球阀Ⅱ（13）为开启状态，通过表层融化指示管（1）注入定量的油液，关闭球阀Ⅰ（3），通过冻结深度指示管（2）注入定量的油液，待油液液面稳定不再下降，关闭球阀Ⅱ（13）；

S2：通过旋转钻筒把手（15），将所述装置旋切入待测地点，直到地面与标准线（16）平齐为止，记下此时油液液面在刻度尺Ⅰ（11）上的数值，记为h₁；

S3：在测量冻结深度时，读取实时油液液面在刻度尺Ⅰ（11）处的数值，记为h₂，则该时刻的冰层深度H₁为：

其中，r₁为有冻结深度指示管（2）半径；S为储水仓（9）横截面面积；

S4：在冻结深度稳定不再增加后，打开球阀Ⅰ（3），油液液面平稳时，记录油液在刻度尺Ⅱ（12）处的数值，记为h₃，随后定期观测记录刻度Ⅱ（12）上的数值，记为h₄，则该时刻表层融化深度H₂为：

其中，r₂为有表层融化指示管（1）半径；S为储水仓（9）横截面面积。