[發明專利]一種沙地原狀土取樣裝置及其取樣方法

在審

• 申請號: 201710211559.2
• 申請日: 2017-04-01
• 公開（公告）號: CN106895992A
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 發明（設計）人: 周學雅;王安志;袁鳳輝;楊婷婷
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽應用生態研究所
• 主分類號: G01N1/08
• 分類號: G01N1/08
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司21002
• 代理人: 白振宇

技術領域

本發明涉及土壤取樣裝置，具體地說是一種沙地原狀土取樣裝置及其取樣方法，適用于沙地原狀土取土以測定其理化性質和水力參數。

背景技術

沙地土壤理化性質及水力參數的獲取是半干旱區土壤水分運動規律和溶質運移規律研究的理論基礎和參數支持，也是荒漠化預示的重要指標，這對荒漠化區植被恢復和管理有重要的科學價值和理論意義。在進行沙地理化性質和水力參數獲取的相關實驗中，需要取樣的土壤是較大體積且不受破壞的原狀土。傳統取樣的環刀法不適用于非飽和導水率等參數研究中所需較大體積原狀土的獲取。此外，由于沙土疏松的特點，傳統方法會造成原狀土壤結構破壞。因此，獲取大體積原狀土存在一定困難。

發明內容

為了解決傳統取樣存在的上述問題，本發明的目的在于提供一種沙地原狀土取樣裝置及其取樣方法。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

本發明的取樣裝置包括環刀、助推器及推鏟器，其中環刀為中空結構、下端為刃端，所述助推器與該環刀的上端可拆卸地相連，所述環刀在取樣時通過助推器壓入沙地原狀土中，所述助推器在環刀壓入沙地原狀土后由該環刀拆下；所述推鏟器包括推盤、上托盤、下托盤及柄柱A，該上托盤與下托盤的一端分別與所述推盤的上下兩端連接，所述上托盤與下托盤的另一端均為刃端，所述柄柱A安裝在推盤上，所述推鏟器在助推器拆下后切入沙地原狀土中，且所述上托盤與下托盤分別蓋住環刀的上下兩端，該環刀隨所述推鏟器取出；

其中：所述上托盤及下托盤的一端分別與推盤一側面的上下兩端垂直連接，所述柄柱垂直連接于推盤另一側面的下部；所述推盤、上托盤及下托盤均為平板狀，所述柄柱A的軸向中心線與推盤垂直，且位于該推盤中心的下部；所述推盤的長度大于環刀的高度、推盤的寬度大于環刀的直徑，所述上托盤的長度、寬度及下托盤的長度、寬度均大于環刀的直徑；

所述助推器包括柄柱B、施力桿及孔環，該孔環為下端開口的中空結構，所述施力桿的下端與孔環的上表面相連，該施力桿的上端與所述柄柱B垂直連接；所述孔環為中空的圓柱狀，在其圓周面上均布有多個通孔；所述施力桿的軸向中心線與孔環的軸向中心線共線，且與所述柄柱B的軸向中心線相垂直；所述環刀為兩端均開口的圓柱狀結構。

本發明沙地原狀土取樣裝置的取樣方法，步驟為：

步驟A：首先，在試驗區域挖取垂直剖面，將所述環刀下端的刃端朝下放在緊挨所述垂直剖面的取樣位置，將所述助推器與環刀上端的非刃端連接，通過該助推器向環刀向下施加壓力，使所述環刀垂直壓入沙地原狀土；

步驟B：將所述助推器由環刀的一端拆下，然后握住柄柱A，將所述推鏟器沿環刀的上下兩端切入沙土原狀土，直至所述推盤與所述垂直剖面抵接；

步驟C：移動所述推鏟器，將裝滿沙地原狀土的所述環刀端起，放置在平坦位置；

步驟D：將所述環刀上端的非刃端用蓋A封住，然后將所述推鏟器及環刀倒置，將所述環刀已用蓋A封口的上端朝下，再用蓋B封住所述環刀下端的刃端；

步驟E：撤出所述推鏟器，完成取樣。

其中：所述推鏟器垂直于所述垂直剖面切入沙地原狀土。

本發明的優點與積極效果為：

1.本發明的取樣裝置能在不破壞原狀土壤結構的條件下獲取定量且較大體積的土壤柱，保證了土壤結構的完整性。

2.本發明的取樣裝置中，環刀下端、上托盤及下托盤上均帶有45°刃口，使得環刀易于剝離周圍土壤，從而使環刀內土壤柱不受破壞，并且推鏟器切入過程也比較容易。

3.本發明取樣裝置中的助推器可以便于向環刀施加壓力，利于環刀裝滿土壤柱，且不易被擾動破壞。

4.本發明取樣裝置中的助推器，孔環上均布了多個通孔，在環刀下壓過程中，多余的土壤可由通孔涌出，減小了土壤對下壓的阻力。

5.本發明取樣裝置中的推鏟器，推盤、上托盤、下托盤的長、寬均大于環刀的直徑，減少了推鏟過程中環刀的抖動，從而避免了環刀內土壤結構被破壞。

6.本發明的取樣方法可以在保持原狀土壤結構完整性的基礎上將定量大體積的原狀土壤柱一次性方便地取出。

附圖說明

圖1為本發明取樣裝置中環刀的結構示意圖；

圖2為本發明取樣裝置中助推器的結構示意圖；

圖3為本發明取樣裝置中推鏟器的立體結構示意圖；

圖4為本發明取樣裝置中推鏟器的結構主視圖；

圖5為本發明取樣裝置中環刀取土的工作狀態圖；

圖6為本發明取樣裝置中助推器分離土樣的工作狀態圖；