[发明专利]一种大埋深土壤样品等效取样方法

摘要

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。

主权项

1.一种大埋深土壤样品等效取样方法，其特征在于，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x，堆积体的宽度b以及下钻的深度H与边坡的竖向高度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：

，

当边坡角β=90°，且H=h时：

，

当边坡角β=90°，且H>h时：

，

计算等效取样点B的竖向压力的步骤：将等效取样深度z内不同土层的容重代入公式，计算等效取样点B的竖向压力，

当边坡角β在0‑90°之间时：

；

式中：P_B为 B点的竖向压力；σ_cb为B点的自重应力；σ_z1和σ_z2分别为三角形均布荷载和条形均布荷载作用在B点点处的竖向附加应力；α_s1为三角形均布荷载作用在B处的附加应力系数；α_s2为条形均布荷载作用在B处的附加应力系数；z_b为等效取样深度；

当边坡角β=90°时：

；

计算等效取样深度的步骤：设等效取样点B与设计取样点A的竖向压力值相等，试算出等效取样深度z_b：

当边坡角β在0‑90°之间且H=h时：

 ；

当边坡角β在0‑90°之间且H>h时：

；

当边坡角β=90°，且H=h时：

；

当边坡角β=90°，且H>h时：

；

重复上述过程，计算出其他取样点的等效取样深度。