[发明专利]一种工程开挖边坡土壤溅蚀特征的试验装置及方法

权利要求书

1.一种工程开挖边坡土壤溅蚀特征的实验方法，基于工程开挖边坡土壤溅蚀特征的试验装置，其特征在于：所述工程开挖边坡土壤溅蚀特征的试验装置，包括倾斜溅蚀盘、水平溅蚀盘、环刀架和降雨器，所述倾斜溅蚀盘的底部与所述水平溅蚀盘的一边铰接，所述倾斜溅蚀盘与所述水平溅蚀盘之间的夹角能够调节，所述倾斜溅蚀盘和所述水平溅蚀盘上均等间距设置有若干个分隔板和排水孔，所述环刀架上至少设置有一个环刀，所述环刀用于容纳土壤试样，所述环刀架滑动设置于所述倾斜溅蚀盘的中部，所述降雨器设置于所述环刀的正上方，所述倾斜溅蚀盘为等边梯形溅蚀盘，所述等边梯形溅蚀盘的下底边和所述水平溅蚀盘的一侧均间隔设置有套筒，所述套筒能够共线且均用于穿设一销轴，所述倾斜溅蚀盘顶部连接于一竖直固定架上，所述竖直固定架呈U型，且所述竖直固定架的两侧板的上方设置有若干个卡槽，所述卡槽能够使所述倾斜溅蚀盘呈设定角度固定，所述倾斜溅蚀盘的顶部两侧对称设置有一对凸出的螺丝钉，所述螺丝钉与所述卡槽相匹配，所述环刀架包括导轨、刀架和刀槽，所述导轨的上表面与所述刀架的下表面相匹配，所述导轨的下表面等间距设置有若干对支撑杆，所述支撑杆挂设于所述倾斜溅蚀盘的分隔板上，所述刀架的上表面至少设置有一个圆形的刀槽，所述刀架滑动设置于所述导轨上，所述刀槽用于卡接所述环刀，所述刀槽位于两个相邻的所述分隔板之间，所述水平溅蚀盘为半圆形溅蚀盘，所述半圆形溅蚀盘的直边上设置套筒、弧形边上等间距设置有半圆形的所述分隔板；

包括如下步骤：

步骤一，根据试验需求准备若干份土壤试样，采用透筛法在所述土壤试样里分别放入不同种类的设定浓度的稀土元素，再分别装入一环刀内，并将所述环刀固定于刀架上、所述导轨挂设于倾斜溅蚀盘的分隔板上；

步骤二，按照试验要求，调节等边梯形溅蚀盘与半圆形溅蚀盘之间的角度，确定好角度后将等边梯形溅蚀盘两侧的螺丝钉卡在竖直固定架的卡槽内，再将降雨设备移至所述环刀的上方，使降雨面积覆盖所有装有稀土元素的土壤试样的环刀，并调节降雨设备模拟降雨；

步骤三，降雨结束后，将环刀架从等边梯形溅蚀盘上取下，通过排水孔能够分层收集降雨过程中被雨水溅散的土壤颗粒，将不同排水孔内收集的土壤颗粒分别放置在一铝盒中，再将铝盒放入烘箱进行105℃烘干，对烘干后的土壤称取重量并记录；

步骤四，将烘干后的土壤粉碎、研磨至60目，均匀缩制进行INAA分析，需在烘干后的土壤中加入国际通用的标准参考物质作为质控样品，通过将标准样品分析值与质控样品保证值进行比较，达到分析精度控制的目的；

步骤五，调整所述等边梯形溅蚀盘更换至不同坡度，重复上述步骤，将溅蚀试验后收集的不同坡位的烘干土壤和初始的土壤试样进行数据分析，用REE示踪法对土壤溅蚀的发生和发展过程进行直观的展示，并记录下土壤颗粒被雨滴击溅飞散后沿坡面分布的规律。

2.根据权利要求1所述的工程开挖边坡土壤溅蚀特征的实验方法，其特征在于：所述等边梯形溅蚀盘的上底长度为34cm、下底长度为100cm、高度为100cm，且两腰上分别设置有高度为10cm的护板。

3.根据权利要求1所述的工程开挖边坡土壤溅蚀特征的实验方法，其特征在于：所述螺丝钉的直径为1cm、长度为6cm。

4.根据权利要求1所述的工程开挖边坡土壤溅蚀特征的实验方法，其特征在于：所述半圆形溅蚀盘的直边长度为100cm，所述半圆形溅蚀盘的底板直边处向外延伸出10cm宽度的矩形板，所述底板的边沿上设置有高度为10cm的挡板。

5.根据权利要求1所述的工程开挖边坡土壤溅蚀特征的实验方法，其特征在于：相邻的所述分隔板的间距为10cm，所述分隔板的高度为10cm；所述排水孔分别设置于所述倾斜溅蚀盘和所述水平溅蚀盘的底板上，所述排水孔位于两个所述分隔板之间，所述排水孔的直径为1cm。