[發明專利]一種簡便省力的野外原狀土柱采樣裝置

在審

• 申請號: 201711418947.4
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN107976332A
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 陳永山;許敬華
• 申請（專利權）人: 泉州師范學院
• 主分類號: G01N1/08
• 分類號: G01N1/08
• 代理公司: 北京華仲龍騰專利代理事務所(普通合伙)11548
• 代理人: 李靜

技術領域

本發明屬于土壤環境采樣技術領域，具體地涉及一種簡便省力一種簡便省力的野外原狀土柱采樣裝置。

背景技術

土壤元素生物地球化學行為、土壤污染防治、氣候變化等土壤圈科學內涵及機理研究有時需要采集一定深度的原狀土柱，開展切割分層或者模擬野外環境進行培養研究，原狀土柱采集的完整性及原始狀態，決定研究過程的可靠性和結論的嚴謹性。這種基于培養或者模擬研究為目的的原狀土柱采集，有別于檢測為目的土柱采樣，更加要求減少對原狀土柱的干擾。因此，剖面取土、土鉆取土等野外土柱取樣行為不適合，而環刀法采集的原狀土柱在土體量和深度上滿足不了需求?；趧恿Φ脑瓲钔林蓸酉到y（如Geoprobe設備）雖然在采樣深度和機械性上具有較好的優勢，但在野外道路不適宜的條件下，很難開展。而基于人力的野外原狀土柱采樣設備，具有較大人力消耗的缺點，而且在外力使用過程，由于采樣管的振動，干擾原狀土柱的原始狀態。另外，這些野外原狀土柱采樣裝置，往往需要專業的設備制造廠商進行加工制作，成本高且不易購買。而高成本和固定式的設備制作限制某些實驗設計過程對不同土柱直徑的特殊需求。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種便簡便省力的原位土柱取樣裝置，通過杠桿原理將土柱采樣管垂直壓入土中，這種直接且均勻的外力作用方式，可減少錘擊等外力振動對土體原始狀態的干擾。整套設備成本低，制作簡單，可拆卸，便于攜帶，在保證土層原始狀態下，大大提高了原狀土柱的采集效率。

為實現上述目的，作為本發明提供的一種簡便省力的野外原狀土柱采樣裝置，包括：基座、基座受力輔助延長桿、壓桿、壓桿延長桿、壓板和壓桿支點；

所述的基座由不同的鋼材質方形管焊接而成，所述基座受力輔助延長桿連接與基座安置采樣管位置的另一端，所述的壓桿是在采樣過程中一端連接基座的著力孔，用杠桿作用向下施加壓力，所述的壓桿延長桿套在壓桿內，起增長壓桿力臂長度的作用，所述壓板在采樣過程是置于采樣管上端，所述壓桿支點是在采樣過程中置于壓板上面。

其中，所述基座由不同的鋼材質方形管焊接而成，方形格狀底座一端的平行橫梁上根據所需的土柱采樣管直徑，焊接兩塊直立U型夾板，防止采樣過程采樣管的左右傾斜；在第二方格垂直橫梁中間焊接一塊從上至下具有孔洞的方形鋼管，作為杠桿下壓的著力點；方形格狀底座另一端平行橫梁兩側各焊接一段方形管，用于連接基座受力輔助延長桿，增加基座在采樣過程反作用力范圍。整個基座的設計尺寸大小可根據所需土柱直徑按本發明的形狀進行相應的鋼管焊接；

上述基座受力輔助延長桿，為方形鋼管焊接而成，呈U字形，U形開頭端可套在基座兩側的方形管中，根據采用過程的應力需要拉出，以增加基座的反作用力范圍；

上述壓桿是一段方形鋼管，鋼管一端焊接10 cm長度鋼條，鋼條超出鋼管3-5 cm，鋼條直徑略小于基座著力孔直徑，壓桿作為提供向下作用力的杠桿；

上述壓桿延長桿亦為方形鋼管焊接而成，呈T字形結構，鋼管直徑小于壓桿內徑，T形端作為提供下壓力把手，另一端套入壓桿中，拉出延長桿可增加壓桿的杠桿的力臂長度；

上述壓板為1.0 cm厚度的正方形鋼板，正方形邊長大于所用采樣管直徑1.0 cm，壓板將杠桿壓力均勻作用與采樣管，使采樣管垂直下壓進入土壤；

上述壓桿支點為一段圓柱形鋼管，長度與正方形鋼板相當，厚度大于0.5 cm，起杠桿支點作用；

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：

本發明提供的簡便省力的野外原狀土柱采樣裝置是根據杠桿原理，將所需采樣管通過杠桿下壓力垂直壓入土壤。整個裝置材料為鋼管，制作過程主要為焊接和鉆孔，一般的鋼材制作區即可根據實驗需求進行及時制作，部件間可拆卸，攜帶方面，采樣過程通過杠桿原理，在減少原狀土柱擾動的要求下，可大幅度節省人力消耗，提高原狀土柱的采樣效率，具有價格便宜、操作及攜帶簡便和使用省力等優點，為各種原狀土柱實驗研究提供技術支持。

附圖說明：

圖1為本發明野外原狀土柱采樣裝置使用過程的立面圖；

圖2為本發明野外原狀土柱采樣裝置各組成部件的立面圖；

附圖標記含義說明：

1、基座；2、采樣管垂直夾板；3、基座受力輔助延長桿的套管；4、具有著力孔的垂直鋼管；5、基座受力輔助延長桿；6、壓桿；7、鋼條；8、壓桿延長桿；9、壓板；10、壓桿支點；11、采樣管。

具體實施方式：

根據實驗需求選擇相應直徑和材質的采樣管，以采樣管的直徑為依據，焊接本發明裝置的所需布局，按順序將本發明裝置的各部件連接起來，在基座遠離采樣管的一端壓上重物（也可讓其他采樣人員踩?。粔簵U上端突出鋼條插入基座的著力孔，調節壓桿及壓桿延長桿的力臂長度，用力下壓；當壓桿接近平行與壓板時，下移壓桿連接基座著力孔的位置，使得壓桿處于向上傾斜角度，繼續下壓，重復上述動作直至采樣管達到采樣要求。移開本發明裝置，用鐵鍬等工具移除采樣管周邊土壤，小心將采樣管垂直移出，根據實驗需求對原狀土柱進行相應處理并運回實驗室。