[發明專利]一種大體積原狀土體的取土方法

有效

• 申請號: 201210120280.0
• 申請日: 2012-04-23
• 公開（公告）號: CN102645351A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 張建豐;張蕾;耿小江
• 申請（專利權）人: 西安理工大學;西安碧水環境新技術有限公司
• 主分類號: G01N1/04
• 分類號: G01N1/04
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 張瑞琪

技術領域

本發明屬于土壤學試驗方法技術領域，具體涉及一種大體積原狀土體的取土方法。

背景技術

為了研究裸露或者生長植物的自然土層條件下蒸騰蒸發量，化肥或農藥對土壤水和地下水的作用與影響，以及土壤水的運動與保持，土壤水量平衡和地下水補給，往往需要采取大體積原狀土體進行可控環境或者狀態的相關研究，試驗方法多是將采取的原狀土體放置在土箱中，通過稱重裝置精確測定其重量，以獲得水分運動與轉化的規律，特別是作物對土體中水分消耗的規律，同時利用各種傳感器測定土體中溫度、鹽分(污染物或者營養元素)等變化規律，這種稱重裝置連同土體以及測定系統構成的實驗系統稱為蒸滲儀。通常，蒸滲儀的土箱有大有小，形狀也分為正方體、長方體和圓柱形等。

可以看出，采取原狀土體就成為整個蒸滲儀實驗過程的一個重要部分，采取原狀土體效果的好壞直接影響著試驗的結果，獲得一種簡易而實用的方法來采取大型原裝土樣是很有必要的。

發明內容

本發明的目的是提供一種大體積原狀土體的取土方法，使用工具簡單，操作方便，采取得到的原狀土體不受破壞，能滿足大體積原狀土體的實驗需要。

本發明所采用的技術方案是，一種大體積原狀土體的取土方法，其特征在于，具體步驟如下：

步驟1、把土箱箱口朝下豎直放置在選定的取土位置，并使土箱箱口與地表緊密接觸；

步驟2、在土箱的頂部放置加荷臺，在加荷臺上方放置配重，使土箱在配重的作用下自動切入土體中；

步驟3、在土箱的四個邊角處分別固定地錨，將土箱頂端的的邊角分別通過鋼絲牽引繩與相對應的地錨連接；

步驟4、依次采用挖掘機、手工鏟除和手工削取的方式移除土箱邊壁周圍的土體，在土體移除過程的同時，隨著土箱的持續下移，不斷拉緊四個鋼絲牽引繩，直至土箱內的土取到要求的深度；

步驟5、移走配重和加荷臺；

步驟6、使用支架和鋼底板切割土箱下方的土體：

在土箱的底部兩側分別放置支架和鋼底板，在支架底部的左右兩側分別固定第一連接件，在鋼底板的左右兩側分別固定用于與第一連接件對應配合使用的第二連接件，在對應側的第一連接件和第二連接件之間連接牽引裝置，拉動兩個牽引裝置使鋼底板緩緩水平切入土箱底部，從而將土箱與其底部土體分離，然后將土箱和鋼底板固定連接在一起；

步驟7、將土箱移走，完成取土。

支架的前側表面為與土箱相配合的形狀，兩個第一連接件均為支架掛鉤，兩個第二連接件均為底板掛鉤，兩個牽引裝置均為手拉葫蘆。

加荷臺和配重的橫截面表面均大于土箱的頂面面積且重力均勻。

步驟4中，移除土體的具體方法為：首先，使用挖掘機開挖土箱邊壁周圍50cm以外的土體，再手工鏟除土箱邊壁10cm以外的土體，最后手工垂直削去土箱邊壁剩余土體，在整個土體移除過程中，保證土箱根基不產生傾斜和坍塌且不破壞土箱內部的土體。

步驟4中，在土體移除過程的同時，可用適量水浸泡土箱底部的土壤，并且增加配重。

本發明大體積原狀土體的取土方法的有益效果是：使用工具結構簡單，操作方便，采取得到的原狀土體不受破壞，能滿足大體積原狀土體的實驗需要，為在試驗室條件下研究自然土層中各種因素變化規律提供了可行條件。

附圖說明

圖1是本發明中的土箱和地錨連接后的結構示意圖；

圖2是本發明中的支架和鋼底板的結構示意圖。

其中，1.土箱，2.地錨，3.配重，4.加荷臺，5.鋼絲牽引繩，6.鋼底板，7.支架，8.牽引裝置。

具體實施方式

本發明一種大體積原狀土體的取土方法，具體步驟如下：

步驟1、把土箱1箱口朝下豎直放置在選定的取土位置，并使土箱1箱口與地表緊密接觸。取土位置應盡量選擇在相對平整的區域。

步驟2、如圖1所示，在土箱1的頂部放置加荷臺4，在加荷臺4上方放置配重3，使土箱1在配重3的作用下自動切入土體中。加荷臺4和配重3的橫截面表面均大于土箱1的頂面面積且重力均勻。配重3的重量根據現場土壤含水量和土箱1尺寸而定。

步驟3、在土箱1的四個邊角處分別固定地錨2，將土箱1頂端的的邊角分別通過鋼絲牽引繩5與相對應的地錨2連接。