[发明专利]一种用于沙质松散土壤的原状取土器

说明书

技术领域

本发明属于土工学技术领域，特别涉及一种用于沙质松散土壤的原状取土器。

背景技术

土壤容重是指自然状态下土壤单位体积的质量，土壤容重指标在环保、地质、水利、农业及建筑工程中具有重要的意义。测定土壤容重的方法是，在尽量保持土壤自然状态的前提下提取土壤式样，测定式样体积和去水质量，式样去水质量和体积之比即为土壤容重。容重测定的技术关键是如何获取保持土壤原状的土壤式样。经典的获取土壤式样方法有两种：即环刀法取土和惯入法取土。

环刀法是采用取样环刀，其结构如图1所示。取土时将环刀压入要测定的土壤中，在土壤充满环刀后，在环刀下表面插入切土托板，之后取出环刀，测量环刀内土壤质量，再除以环刀容积，即得到土壤容重。要测定不同深度的容重，就要在测试土壤处先挖出一堵墙，再在墙的不同深度修整出取样平面，用以压入环刀取样。环刀法的优点是测定精度较高，缺点是取样效率很低，工作量大。

惯入法取土是采用一种组合式圆管取土器，其结构如图2所示。管靴12刃口角度一般小于10°并经淬火处理，以保证有较大的强度切入土壤。半开合管10内装有取样筒11，在半开管10上部的残余管9长度一般为300mm左右，供储存土样上部剩余土之用，残余管9上端连接有钻杆接头7；阀门8及其他密封装置的主要作用是排开孔内水柱对土样的压力，保护土样的采取效果。取样时，取土器内的水可随土样进入取样筒内，而随土样的压入冲开阀门8，经上部排水孔排出流入孔壁间隙，提升取土器时，阀门8关闭，孔内水不能进入取土器。取土管提出地面后，打开对开半合管10，将取样筒11小心取出(尽量保证取样筒内土壤不溢出)，之后测定土壤式样质量，再计算出土壤容重。这种方法优点是取样效率较高，缺点是精度较低。因为取样筒从管中分离时，难以控制土壤溢出，并且下一个深度取样点土壤容易受到上一个取样点管靴12压入的搅动，而影响土壤原状。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有的环刀法和惯入法取土的不足，而提供一种取土效率高、测量准确的用于沙质松散土壤的原状取土器。

本发明之用于沙质松散土壤的原状取土器是由外套管、内套管、同步定位销、封土板和隔土板组成，内套管外径与外套管内径滑动配合，外套管前端为锥体刃口，锥体刃口内部设置有导向内锥，内套管长度小于外套管，内套管前端设置有多个弹性封口片，每个弹性封口片为三角形，合拢后呈与外套管的内部导向内锥相配合的锥体状，内套管中间段设置有两个以上隔土板插口，尾部设置有限位台肩，内套管和外套管前端分别设置有封土板插口，外套管尾部和内套管上分别设置有同步定位销插孔，封土板能插入在内套管和外套管的封土板插口中，同步定位销能插入在外套管尾部和内套管的同步定位销插孔中，隔土板能插入在内套管的隔土板插口中。

外套管直径D为50～200毫米，长度B为400～1000毫米。

外套管前端锥体刃口的刃口锥度α是5°～15°，刃口内部导向内锥的锥度β是45°～120°。

内套管外径与外套管内径的径向配合间隙为0.1～1毫米，内套管长度比外套管短50～200毫米。

内套管前端设置的弹性封口片为3-12个，弹性封口片的壁厚为0.1-0.7mm，封闭后的圆锥角度β与外套筒的导向锥度β相等。

隔土板插口宽度为0.5～1.5mm，插口间距为15-45mm。

同步定位销为圆柱销，外径与内套管和外套管的同步定位销插孔配合，封土板为一圆形薄板，插入内套管和外套管的封土板插口。

隔土板一端为半圆形，另一端为长方形，半圆直径与内套管内孔直径相等，长方形的短边与其半圆直径相等。

本发明的使用方法如下：

a、取土前，将内套管插入外套管，并插入同步定位销，对外套管施力将其压入土壤，达到预定采样深度后，此深度不能超过同步定位销，抽出同步定位销；

b、对内套管施力继续下压，外套管不动，内套管继续向下移动，内套管前部弹性封口片沿着外套管前端导向内锥合拢，直至完全闭合，这时内套管尾部的台肩与外套管端部接触；

c、施加力于外套管，将其向上提起，全部出土后，将封土板插入封土板插口直至其外缘完全包含在内套管中，之后抽出内套管，封土板后端的全部土壤都保留在内套管中；

d、将隔土板分别插入各个隔土板插口中，然后由前至后依次抽出封土板和各个隔土板，收集每快板流出的土壤并称量，再与隔土板之间的容积相除，即得到各个深度的土壤容重。

本发明的有益效果是：

1、本发明所述的取土器及其容重测定方法，取土效率高，测量准确。