CN110121964B - 一种利用土体液化技术进行深松深施枪入土的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种利用土体液化技术进行深松深施枪入土的方法，其是采用土壤喷爆深松与物料喷射深施(简称喷爆松施)设备进行深松深施作业，所述喷爆松施设备包括深松深施枪，所述深松深施枪为中空的管道并设置有进气口和进料口，深松深施枪侧壁设置喷射孔，所述入土方法包括控制深松深施枪入土时的振动频率范围为5‑80HZ，激振力为0.2‑80T，深松深施枪的外管径大小为DN10‑DN200，深松深施枪的入土深度为100mm‑30m。本发明所述入土方法能够很好满足不同土质和修复工艺所需的不同入土方案，使深松深施枪能够精准达到设定的深度，保证深施物料入土后的相对均匀扩散，实现精准修复改良土壤、土层改性和生态修复目的。

Description

一种利用土体液化技术进行深松深施枪入土的方法

技术领域

本发明属于深松深施入土方法技术领域，具体涉及一种利用土体液化技术进行深松深施枪入土的方法。

背景技术

土壤深松深施技术是在土壤修复改良管理和植物栽培过程中一项重要的应用技术。土壤深松深施作为保护性耕作技术之一越来越受到重视，深松深施可以修复改良土壤的耕作层，改善土壤的透气性和透水性，达到保水、抗旱、排水、抗涝和保肥的目的。根据植物生长需要，深松深施多涉及不同深度、不同振动频率、不同激振力、不同效果、不同土质、不同整地作业、不同农艺和园艺需求。

在环保、土层改性和生态建设领域，深部疏松土壤和深部均匀快速施撒扩散物料将有利于修复改良土壤、软地基土层改性加固、沙漠治理、荒漠治理、防风固沙、水土保持和地下水污染治理，从而实现水土共治目的。其中就环保而言，土壤深部疏松和物料均匀深施，可以从源头防控三大污染，例如修复改良盐碱地、酸性土壤、沙化土壤、重金属污染土壤、石油化工污染土壤、地下水污染土壤、矿山修复、场地修复、草原护理。配合其他土壤修复技术，可以有效助力实现固碳减排、防风固沙、净化水土、防洪抗旱、减少农业面源污染，从而为蓝天、碧水和净土提供有力支撑。

传统的土壤深松深施作业主要是通过人力或撒肥机械将粉粒肥料撒于地表，而后通过牵引装置(主要为拖拉机)拉动深松机具(如犁、铧、铲等类似翻耕机具改造器具)横向移动来实现破坏性翻耕深松，同时将地表的肥料带入耕层以实现小部分翻耕深施。该技术主要存在以下缺陷：其一，翻耕深松作业需要大功率的拖拉机，且目前无法实现全面的深松；其次，撒肥机械分撒肥料不均匀，且深松作业难以将肥料均匀带入耕层，深施效率较低、施肥质量差；第三，深松与深施为单独作业，无法同时进行，造成土壤压实现象严重。同时上述方法还存在诸多不足，包括深松深施深度小、扰乱土层、损坏植物根系、浪费肥料、作业不精准、受地形地貌限制多、对土壤质地要求严格等。

为了克服上述缺陷，四川天本生物技术有限公司设计出了一类喷爆松施设备，其是将压缩空气瞬时气爆通过土壤深施用喷射器喷射入土壤实现将土壤劈裂，从而达到土壤深松和物料深施目的。其中，土壤深施用喷射器虽然能通过文丘里形成的负压将粉粒物料深施入土壤，但其在实际操作中仍有较大的缺陷。后来该公司又进一步研发出了气流式深松深施系统和自动喷爆松施头，在之前的装置操作上有了很大的改进。其是采用插入土壤的松施作业枪和用于将粉粒肥料输送至所述松施作业枪的肥料进口的气流式粉粒肥料供给装置同时进行深松深施作业，并使得粉粒肥料可以从自动喷爆松施头的下锥体形成的环形喷射腔中随着高压气体向四周喷射而出，实现了同步大范围的深松深施作业。

在环保、生态修复和土层改性进行土壤原位修复领域，目前均借用传统的工程装备，如铲车、挖掘机、桩机、钻机、抽风机、搅拌机等，通过钻孔将物料放入地下让物料溶解慢慢扩散，或通过铲车/挖机用搅拌方法使物料与土壤的均匀混合，或者采用钻孔后灌注药剂并用抽风机抽提工艺。以上工艺有一定效果，但缺陷非常明显，首先对溶解性差的固体物料无能为力，入土困难；其次施用的深度和均匀度很差；更重要的是工艺复杂、施工难度大、周期长、效果差、物料混合扩散程度低、成本高、二次污染严重。

然而现有的喷爆松施设备在进行深松深施作业时，深松深施枪入土作业时存在一定困难，其大多是采用锥形的设备，借住于人工或者机械臂的控制使得锥形作业枪入土，但是该方法仅适用于土质松软的土层，对于土质较硬或者出现板结现象严重的土层时，无法有效实现入土，加重了作业枪的入土难度，其入土效率低下，入土质量不高，往往无法精准达到设定的深度，且作业枪入土时容易出现偏差，无法垂直于地面入土，费时费工、效率低下且破坏土层也破坏土壤喷爆深松所需要的枪体与土层的密封性，同时由于深松深施枪入土质量不高，无法精准入土，导致后续的深松深施作业质量较差，影响了深松特别是深施的效果，使得物料输入的均匀度很差，植物栽培或土壤原位修复效果差，物料浪费率高。这就给深松深施作业造成了一定影响，同时又增加了一定的人工成本，目前并未发现一种很好用于喷爆松施设备在地质较硬的板结土壤中进行入土的方法。

而对于深部地下水污染、场地土壤污染、矿山土壤修复、沙漠治理、盐碱地土壤修复改良相关环保、土层改性和生态建设领域，怎样不破坏地表和少扰乱土层前提下，精准的实现深部疏松土壤和深部均匀施撒物料，实现土壤原位修复改良，目前既无好方法，更无好准备，甚至快速入土均是较大问题，因而深松深施枪快速入土目前尚无专门研究。

土体液化现象是指地震引起的振动使饱和砂土或粉土趋于密实，导致孔隙水压力急剧增加。在地震作用的短暂时间内，这种急剧上升的孔隙水压力来不及消散，使有效应力减小，当有效应力完全消失时，砂土颗粒局部或全部处于悬浮状态。此时，土体抗剪强度等于零，形成“液体”现象。结合土体液化现象，将土体液化技术很好用于深松深施枪的入土，将会极大的减轻作业枪的入土难度，同时由于土体液化时土体抗剪强度等于零，这样就不会受到被压入土体的压缩性能限制，能够轻易、快速而精准地将作业枪插入到预定的深度。

在上述背景下，如何结合土体液化技术来控制深松深施枪的入土方法，成为采用喷爆松施设备进行深松深施作业时急需解决的一大技术问题。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述技术问题，而提供一种利用土体液化技术进行深松深施枪入土的方法，根据本发明提供的方法在采用喷爆松施设备进行深松深施作业时，能够使得深松深施枪轻易入土并精准达到指定深度，大大提高了其入土效率，并保证了深施物料入土后在设定位置的相对均匀扩散，同时还可实现在不同土层多点多次精准喷射物料，精准修复土壤、土层改性和生态修复目的。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为，一种利用土体液化技术进行深松深施枪入土的方法，其是采用喷爆松施设备进行深松深施作业，所述喷爆松施设备包括深松深施枪，深松深施枪为中空的管道并设置有进气口和进料口，深松深施枪侧壁设置喷射孔，所述喷爆松施设备是通过深松深施枪将压缩空气和/或高压蒸汽/蒸气导入土中并瞬间喷爆释放达到疏松土壤完成土壤喷爆深松作业，再通过中空的深松深施枪利用压缩空气和/或高压蒸汽/蒸气将物料悬浮输送到已深松的土壤缝隙和/或裂隙中完成物料喷射深施作业，其中，所述入土方法包括控制深松深施枪入土时的振动频率范围为5-80HZ，激振力为0.2-80T，深松深施枪的外管径大小为DN10-DN200，深松深施枪的入土深度为100mm-30m。

本发明的发明人发现，对于深松深施枪的精准入土而言，除了要能够保证其入土效率之外，还要求其入土质量要高，只有通过合理的入土深度以及合适的物料喷射控制，才能够使得入土后深松深施作业的效率和质量得到保障。本发明提供的上述入土方法就是为了解决这两方面的问题，一方面在使深松深施枪能够精准快速达到所设定的深度时，能够很好保障其入土效率，另一方面通过控制施加给深松深施枪一定的振动频率和激振力，再结合相应的管径大小，能够很好控制入土时深松深施枪对土层的破坏力，使得其对土层破坏力小，对植物根系破坏小，入土周围土壤不容易出现塌陷，从而更利于入土后深松深施枪进行喷爆松土和后续的喷射施料的作用，避免了物料容易发生堵塞，并很好保证了物料喷射后在土体中的均匀扩散。而不在本发明的工艺参数范围内，对深松深施枪的入土效率和质量产生影响，更为重要的是，会直接影响物料深施的均匀度。

作为优选的方案之一，本发明所述入土方法包括控制深松深施枪入土时的振动频率范围为5-60HZ，激振力为0.2-5T，深松深施枪的外管径大小为DN10-DN100，深松深施枪的入土深度为100mm-1000mm。

该方法主要是针对于农林草业领域，需要对植物进行深松深施，以利于植物的栽培生长，由于植物栽培或移栽时根系的长度一般较短，因而深松深施枪的入土深度需求可控制为1m以下，在此入土深度需求下，可选择控制深松深施枪入土时的振动频率范围、激振力大小、深松深施枪的外管径大小，能够快速且高质量的实现深松深施枪的入土需求，保证了其入土效率，并为后续深松深施作业的质量提供了保障，其对土体的破坏小，且喷射深施后物料的均匀度高。

作为优选的方案之二，本发明所述入土方法包括控制深松深施枪入土时的振动频率范围为10-80HZ，激振力1-80T，外管径大小为DN20-DN200，入土深度为0.5m-30m。

上述方法主要是针对于在环保、土体改性和生态修复工程领域，此时深松深施作业并不限于植物栽培所需，更为重要的是土体精准改了和污染土壤的生态修复工作，在该背景需求下，深松深施枪的入土深度要求可达到0.5m-30m的大范围，特别是超过1m的深层土壤施工作业，涉及到土壤硬度较大、地下土层含石情况较多，土壤阻尼比较大，地层较坚实，此时需要控制深松深施枪入土时具有较大的振动频率、较高的激振力、再结合控制深松深施枪管径的大小，来达到其入土后精准输送物料，并使物料在地下土层中均匀分散的目的，此时的物料大多涉及土壤改良剂、调理剂或是保水保肥剂、微生物菌剂等，在上述参数控制下，不仅能够极大提高相应作业的深松深施枪入土效率，同时还能保证物料在地下土层中的精准控制输入，使得物料的均匀度极高，对土壤的改良和修复效率极佳。

进一步的是，在农林草业领域，本发明所述具体方法之一是，控制所述深松深施枪入土时的振动频率范围为5-30HZ，激振力0.2-1T，外管径大小为DN10-DN25，入土深度为100mm-300mm。该入土作业主要是针对于植物根系较细、较短的草本植物等(一般根系长度为80mm-280mm，需要的深松深施入土深度为100mm-300mm)进行栽培时，需要在浅表地层进行小孔径的深松深施作业，通过按照上述方法进行深松深施枪的入土作业，能够很好保证该类草本类植物的深松深施要求，入土效率高、入土精准、对土层破坏小，施入的物料能够均匀分散。

进一步的是，在农林草业领域，本发明所述具体方法之二是，控制所述深松深施枪入土时的振动频率范围为15-50HZ，激振力0.5-2T，外管径大小为DN20-DN50，入土深度为300mm-600mm。该方法主要是针对于植物根系群较多、垂直根系较长(一般根系长度为280mm-580mm，需要的深松深施入土深度为300mm-600mm)的灌木植物或是蔬菜品种、药材等植物进行栽培时，需要在中层深度的地层中进行相应植物的深松深施作业，通过按照上述方法进行深松深施枪的入土作业，能够很好保证该类植物的深松深施要求，其入土效率高、入土精准度高、对土层破坏小，施入的物料均匀分散度高。

进一步的是，在农林草业领域，本发明所述具体方法之三是，控制所述深松深施枪入土时的振动频率范围为30-60HZ，激振力1-5T，外管径大小为DN40-DN100，入土深度为500mm-1000mm。该方法主要是针对于植物主根发达、须根生长较旺、垂直根系很长的木本类植物等，需要在深层土壤中进行大孔径的深松深施作业时，按照上述方法，可以对深层土壤进行精准的深松深施作业，通过按照上述方法进行深松深施枪的入土作业，能够很好保证该类植物的深松深施要求，其入土效率高、入土精准度高、对土层破坏小，施入的物料均匀分散度高。

进一步的是，在环保、土体改性和生态修复工程领域，本发明所述具体方法之四是，控制深松深施枪入土时的振动频率范围为5-20HZ，激振力1-20T，外管径大小为DN20-DN50，入土深度为0.5m-5m。该方法主要是针对于地下0.5m-5m范围内的土体改性、生态修复和环保作业等，需要采用深松深施对土壤结构进行调理时，通过按照上述方法，可以实现对土体进行精准的深松深施作业，能够很好保证对相应深度土体的深松深施改良要求，保证了深松深施枪的入土效率、实现了精准入土和改良、保证了对土壤改良的效果。

进一步的是，在环保、土体改性和生态修复工程领域，本发明所述具体方法之五是，控制深松深施枪入土时的振动频率范围为10-60HZ，激振力20-50T，外管径大小为DN30-DN100，入土深度为3m-10m。该方法主要是针对于地下3m-10m范围内的土体改性、生态修复和环保作业等，能够实现对土体进行精准的深松深施作业，很好保证对相应深度土体的深松深施改良要求，保证了深松深施枪的入土效率、实现了精准入土和改良、保证了对土壤改良的效果。

进一步的是，在环保、土体改性和生态修复工程领域，本发明所述具体方法之六是，控制深松深施枪入土时的振动频率范围为40-80HZ，激振力40-80T，外管径大小为DN80-DN200，入土深度为8m-30m。该方法主要是针对于地下8m-30m范围内的土体改性、生态修复和环保作业等，能够实现对土体进行精准的深松深施作业，很好保证对相应深度土体的深松深施改良要求，保证了深松深施枪的入土效率、实现了精准入土和改良、保证了对土壤改良的效果。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明提供了一种适用于不同土质和不同修复工艺环境下的深松深施枪入土方法，其通过控制深松深施枪入土时不同的振动频率、激振力、不同的管径大小和不同的入土深度，以满足不同土质下不同植物栽培时所需的入土方案以及满足不同土质下不同深度和物料进入时所需的入土方案，以保证土壤修复改良的效率和质量。在本发明的参数控制范围内，能够很好满足在不同土质和修复工艺下深松深施枪的快速入土需求，保证深松深施枪能够精准达到设定的深度，大大提高了入土的效率，并使得深施物料入土后的相对均匀扩散，同时可实现在不同土层多点多次精准喷射物料，精准修复土壤、土层改性和生态修复目的。

附图说明

图1为深松深施枪未入土时的示意图；

图2为深松深施枪完全入土时的示意图；

图3为深松深施枪通过压缩空气或/和高压蒸汽/气瞬间喷爆释放完成疏松土壤深松作业的示意图(图中代表土壤裂隙，颜色较浅)；

图4为深松深施枪将物料通过压缩空气或/和高压蒸汽/气输送到已被喷爆疏松的土壤裂隙中的示意图(图中代表物料，颜色较深)。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体描述，有必要指出的是，以下实施例仅仅用于对本发明进行解释和说明，并不用于限定本发明。本领域技术人员根据上述发明内容所做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

对本发明中涉及的相关名词术语解释如下：

深松：对地表以下的土壤(从浅层到深层)进行松土作业。

深施：对地表以下的土壤(从浅层到深层)进行施撒物料作业。

喷爆松施设备：一种采用将压缩空气和/或蒸汽/蒸气瞬时气爆通过土壤深施用喷射器(如深松深施枪)喷射入土壤达到将土壤劈裂，再利用压缩空气和/或蒸汽/蒸气将物料悬浮输送到相应土壤缝隙和/或裂隙中完成深松深施作业的设备(该类设备可包括诸如以下专利中的设备：如CN105409413 A中的松施作业枪和气流式粉粒肥料供给装置、CN108738419 A中的深松深施装置、CN 105409369B中的自动喷爆松施头、CN 105960858 B中的气流冲击深松施肥机、CN 104798470 B中的空气喷爆式土壤深松深施装置、CN104704971 B中的气流冲击深松施肥机等等，只需要具有类似深枪深施枪结构，能够完成气体的喷射深松和物料的输送深施即可，上述装置中能够进行深松深施作业的入土结构以下实施例中统称为深松深施枪。)。

深松深施枪：喷爆松施设备中的一部分，是喷爆松施的执行装置，可用于插入土中，其内部中空并连接空气压缩装置，同时可将压缩空气和/或蒸气瞬时气爆喷射入土壤。

压缩空气和/或蒸汽/蒸气：指压缩空气或者是压缩蒸汽或者是压缩蒸气其中之一，或者是二者以上的混合物。

土壤缝隙和/或裂隙：包括土壤内部本身存在的缝隙和经过土壤喷爆深松后劈裂土壤在土体内部形成的土壤裂隙。

土体液化：指通过震动使饱和砂土或粉土趋于密实，导致土体孔隙水压力急剧增加，当这种急剧上升的孔隙水压力来不及消散，会使土体有效应力减小，当有效应力完全消失时，砂土颗粒局部或全部处于悬浮状态，此时土体抗剪强度等于零，从而形成“液体”现象。

悬浮输送：通过在深松深施枪内形成绵延不断上下起伏的正弦冲击波或余弦冲击波，使得物料随着冲击波的上下起伏达到悬浮状态，再通过绵延不断的冲击波将悬浮的物料输送到已经深松的土壤缝隙和/或裂隙中去并实现在相应位置驻留。

振动频率：指在深松深施枪入土时外界力提供给深松深施枪的振动频率。

激振力：是指由安装在深松深施枪上的激振装置回转的不平衡质量作为振动系统的振动源产生的周期性简谐振动，是激振装置施加给深松深施枪的共振，使与枪体接触的土壤瞬间实现液化。

入土深度：指深松深施枪入土后枪头有效深松深施点离地面的深度。

实施例1

一种利用土体液化技术进行深松深施枪入土的方法，其是采用喷爆松施设备进行深松深施作业，所述喷爆松施设备通过内部中空的深松深施枪将压缩空气或/和蒸汽/气导入土中并瞬间释放达到疏松土壤的目的，从而完成土壤喷爆深松作业，再通过中空的深松深施枪利用压缩空气或/和高压蒸汽/气将物料悬浮输送到已深松的土壤缝隙和/或裂隙中完成物料喷射深施作业。在深松深施枪入土之前，该深松深施枪上的传感器探测到的数据显示所在地土壤类型为疏松沙土、土壤容重1.28g/cm³、孔隙率68％、土壤硬度15kg/cm²、含水量52％的情况，根据所述土壤数据分析出土壤板结程度以及土壤相关理化参数，经控制系统分析出该土壤无板结现象，各项指标良好。

在该块土壤上采用深松深施移栽种植烤烟幼苗(幼苗整体高度为300mm)，为了很好满足烤烟幼苗的生长，通过控制所述深松深施枪入土时的振动频率为5HZ，激振力为0.2T，深松深施枪的外管径大小为DN15，深松深施枪的入土深度为500mm。在上述入土参数下，深松深施枪能够精准达到所设定的位置，后续深松深施作业的效率高、质量好，物料(粉粒肥料)的扩散均匀度达到84％(均匀度测试参考《粉体物料混合均匀度评价研究进展》中的方法，下同)。较传统液压压入或单纯锤击，本发明方法的入土时间分别提高56％和75％，入土过程密封好，土层未受到较大扰动；同时较传统施肥方式(通过挖坑后施入物料)，物料输送效率提高了75％，显著提高了深松深施的作业效率。对入土深松深施后的土壤进行检测，发现与传统方式相比，本发明土壤裂纹数量、裂纹长度均明显大幅增加，土壤的容重、总空隙率有显著提高。

实施例2

一种利用土体液化技术进行深松深施枪入土的方法，其是采用喷爆松施设备进行深松深施作业，所述喷爆松施设备通过中空的深松深施枪将压缩空气或/和蒸汽/气导入土中并瞬间喷爆释放达到疏松土壤的目的，从而完成土壤喷爆深松作业，再通过中空的深松深施枪，利用压缩空气或/和高压蒸汽/气将物料悬浮输送到已深松的土壤缝隙和/或裂隙中完成物料喷射深施作业。深松深施枪入土之前，该深松深施枪上的传感器探测到的数据显示所在地土壤类型为中等硬度黏土、土壤容重1.36g/cm³、孔隙率38％、土壤硬度26kg/cm²、含水量38％的情况，分析出该土壤出现轻微板结现象，入土效率较低，且入土时容易出现偏差。

在该块土壤上采用深松深施方法种植柑橘，为了很好满足柑橘苗生长，通过控制所述深松深施枪入土时的震动频率为28HZ，激振力1.5T，深松深施枪外管径大小为DN32，入土深度为600mm，在上述入土参数下，深松深施枪能够精准达到所设定的位置，较传统人工或机械作业，深松深施枪入土效率提高了285％和151％，且深松深施枪不会出现偏差，从而方便后续顺利完成深松深施作业，物料深施后的均匀度达到82％。同时较传统施肥方式(通过挖坑后施入物料)，物料输送效率提高了65％，显著提高了深松深施的作业效率。对入土深松深施后的土壤进行检测，发现与传统方式相比，本发明土壤裂纹数量、裂纹长度增加幅度分别为增加，土壤的容重、总空隙率有显著提高。

实施例3

一种利用土体液化技术进行深松深施枪入土的方法，其是采用喷爆松施设备进行深松深施作业，所述喷爆松施设备通过中空的深松深施枪将压缩空气或/和蒸汽/气导入土中并瞬间喷爆释放达到疏松土壤的目的，从而完成土壤喷爆深松作业，再通过中空的深松深施枪，利用压缩空气或/和高压蒸汽/气将物料悬浮输送到已深松的土壤缝隙和/或裂隙中完成物料喷射深施作业。深松深施枪入土之前，该深松深施枪上的传感器探测到的数据显示所在地土壤类型为非常硬的黏土、土壤容重1.52g/cm³、孔隙率18％、土壤硬度33kg/cm²、含水量12％的情况，该土壤出现严重板结现象，入土效率极低，基本难以入土，需要大型的动力设备辅助。

在该块土壤上采用深松深施方法对多年生苹果园进行扩穴精准改土，为了很好满足苹果植株的生长，通过控制所述深松深施枪入土时的震动频率为50HZ，激振力5T，深松深施枪外管径大小为DN65，入土深度为1000mm，在上述入土参数下，深松深施枪能够精准达到所设定的位置，较传统人工作业，深松深施枪入土效率提高了800％，且深松深施枪不会出现偏差，从而方便后续顺利完成深松深施作业，物料深施后的均匀度达到81％。同时较传统施肥方式(通过挖坑后施入物料)，物料输送效率提高了80％，显著提高了深松深施的作业效率。

实施例4

一种利用土体液化技术进行深松深施枪入土的方法，其是采用喷爆松施设备进行深松深施作业，所述喷爆松施设备通过中空的深松深施枪将压缩空气或/和蒸汽/气导入土中并瞬间喷爆释放达到疏松土壤的目的，从而完成土壤喷爆深松作业，再通过中空的深松深施枪，利用压缩空气或/和蒸汽/气将物料悬浮输送到已深松的土壤缝隙和/或裂隙中完成物料喷射深施作业。深松深施枪入土之前，通过已有方法检测土层性态参数显示所在地土壤类型为黏土、含石情况15％、水饱和度35％、土层硬度f＝0.85、固有频率为23Hz、阻尼比为0.21的情况，深松深施枪入土效率较好，物料比较容易分散，入土时不容易出现偏差，该块土层重金属离子污染严重(铅含量达120mg/kg、镉含量达3mg/kg)。

在该块土层上采用深松深施方法对土壤中的重金属离子进行改良，并将重金属离子絮凝剂或土壤修复化学试剂通过中空的深松深施枪体悬浮输送到土体内部来实现精准改良，通过控制所述深松深施枪入土时的振动频率为5HZ，激振力5T，外管径大小为DN20，入土深度为0.5m，在上述入土参数下，深松深施枪能够精准达到所设定的位置，并能够将物料悬浮输送到指定的位置，较传统人工作业，深松深施枪入土效率提高了60％，且深松深施枪不会出现偏差，物料输送效率提高了50％，物料喷射入土壤中的均匀度达83％，节省物料用量30％，显著提高了深松深施的作业效率，达到了精准改良土壤的作用。经过一段时间的改良后测定，该块土层中重金属离子的污染情况得到较好改善。

实施例5

一种利用土体液化技术进行深松深施枪入土的方法，其是采用喷爆松施设备进行深松深施作业，所述喷爆松施设备通过中空的深松深施枪将压缩空气或/和蒸汽/气导入土中并瞬间喷爆释放达到疏松土壤的目的，从而完成土壤喷爆深松作业，再通过中空的深松深施枪，利用压缩空气或/和蒸汽/气将物料悬浮输送到已深松的土壤缝隙和/或裂隙中完成物料喷射深施作业。深松深施枪入土之前，通过已有方法检测土层性态参数显示所在地土壤类型为红壤、含石情况2％、水饱和度13％、土层硬度f＝1.1、固有频率为35Hz、阻尼比为0.18的情况，深松深施枪入土效率一般，物料不太容易分散，入土时容易出现偏差，该块土层土壤酸化现象严重。

在该块土层上采用深松深施方法对土壤酸化程度进行改良，并将碱性中和剂通过中空的深松深施枪体悬浮输送到土体内部来实现酸性土壤精准改良，通过控制所述深松深施枪入土时的震动频率为30HZ，激振力25T，外管径大小为DN40，入土深度为4m，在上述入土参数下，深松深施枪能够精准达到所设定的位置，并能够将物料悬浮输送到指定的位置，较传统人工作业，深松深施枪入土效率提高了80％，且深松深施枪不会出现偏差，物料输送效率提高了60％，物料输入土壤后的均匀度达85％，节省物料用量50％，显著提高了深松深施的作业效率，达到了精准改良土壤的作用。经过一段时间的改良后测定，该块土层中酸化程度得到较好改善，已基本能够趋于中性。

实施例6

一种利用土体液化技术进行深松深施枪入土的方法，其是采用喷爆松施设备进行深松深施作业，所述喷爆松施设备通过中空的深松深施枪将压缩空气或/和蒸汽/气导入土中并瞬间喷爆释放达到疏松土壤的目的，从而完成土壤喷爆深松作业，再通过中空的深松深施枪，利用压缩空气或/和蒸汽/气将物料悬浮输送到已深松的土壤缝隙和/或裂隙中完成物料喷射深施作业。深松深施枪入土之前，通过已有方法检测土层性态参数显示所在地土壤类型为水稻土、含石情况1％、水饱和度25％、土层硬度f＝1.25、固有频率为26Hz、阻尼比为0.19的情况，深松深施枪基本很难入土，物料无法有效分散，入土时极容易出现偏差，该块土层盐渍情况严重，含盐量极高。

在该块土层上采用深松深施方法对土壤中的盐渍情况进行改良，以降低其含盐量，并将土壤改良剂通过中空的深松深施枪体悬浮输送到土体内部来实现精准改良，通过控制所述深松深施枪入土时的震动频率范围为60HZ，激振力50T，外管径大小为DN150，入土深度为15m，在上述入土参数下，深松深施枪能够精准达到所设定的位置，并能够将改良剂物料悬浮输送到指定的位置，较传统人工作业，深松深施枪入土效率提高了300％，且深松深施枪不会出现偏差，物料输送效率提高了150％，物料输入后的均匀度达到78％，显著提高了深松深施的作业效率，达到了精准改良土壤的作用。经过一段时间的改良后测定，该块土层中含盐量得到较好改善。

对比例1

针对实施例1的土壤情况，控制深松深施枪入土时的振动频率为3HZ，激振力0.1T，外管径大小为DN10，入土深度为100mm，结果发现，深松深施枪无法达到所设定的位置，入土过程中出现了一定偏差，与实施例1相比，深松深施枪的入土时间延长了25％，入土过程密封性较差，周边土壤出现塌陷，土层受到较大扰动，无法实现精准入土和物料均匀输送，物料均匀度仅为60％。

对比例2

针对实施例2的土壤情况，控制深松深施枪入土时的振动频率为80HZ，激振力6T，外管径大小为DN40，入土深度为800mm，结果发现，深松深施枪无法达到所设定的位置，入土过程中出现了较大偏差，与实施例2相比，深松深施枪的入土时间虽然提高了50％，但入土过程密封性差，周边土壤出现严重塌陷，土层受到较大扰动，无法实现精准入土和物料均匀输送，物料均匀度仅为65％。

对比例3

针对实施例3的土壤情况，控制深松深施枪入土时的振动频率为20HZ，激振力8T，外管径大小为DN50，入土深度为1000mm，结果发现，深松深施枪无法达到所设定的位置，入土过程中出现了较大偏差，入土过程密封性差，周边土壤出现严重塌陷，土层受到较大扰动，由于无法轻易入土，与实施例3相比，深松深施枪的入土时间延长了80％，无法实现精准入土和物料均匀输送，物料均匀度仅为68％。

对比例4

针对实施例4的土壤情况，控制深松深施枪入土时的振动频率为25HZ，激振力5T，外管径大小为DN75，入土深度为1m，结果发现，深松深施枪无法达到所设定的位置，入土过程中出现了较大偏差，入土过程密封性差，周边土壤出现严重塌陷，土层受到较大扰动，与实施例4相比，物料输送效率降低了60％，造成了物料用量的浪费，无法实现精准入土和物料均匀输送，物料均匀度仅为66％。

Claims (9)

1.一种利用土体液化技术进行深松深施枪入土的方法，其是采用喷爆松施设备进行深松深施作业，其中，所述喷爆松施设备包括深松深施枪，所述深松深施枪为中空的管道并设置有进气口和进料口，深松深施枪侧壁设置喷射孔，其特征在于：入土方法包括控制深松深施枪入土时的振动频率范围为5-80HZ，激振力为0 .2-80T，深松深施枪的外管径大小为DN10-DN200，深松深施枪的入土深度为100mm-30m；

其中，所述深松深施枪入土包括针对于土质较硬或者出现板结现象严重的土层进行深松深施枪的入土，以及针对于农林草业、环保、生态修复和土体改性领域进行深松深施枪的入土。

2.根据权利要求1所述的利用土体液化技术进行深松深施枪入土的方法，其特征在于，针对农林草业领域，所述入土方法包括控制深松深施枪入土时的振动频率范围为5-60HZ，激振力为0 .2-5T，深松深施枪的外管径大小为DN10-DN100，深松深施枪的入土深度为100mm-1000mm。

3.根据权利要求1所述的利用土体液化技术进行深松深施枪入土的方法，其特征在于，针对环保、生态修复和土体改性领域，所述入土方法包括控制深松深施枪入土时的振动频率范围为10-80HZ，激振力1-80T，外管径大小为DN20-DN200，入土深度为0.5m-30m。

4.根据权利要求2所述的利用土体液化技术进行深松深施枪入土的方法，其特征在于，所述入土方法包括控制所述深松深施枪入土时的振动频率范围为5-30HZ，激振力0 .2-1T，外管径大小为DN10-DN25，入土深度为100mm-300mm。

5.根据权利要求2所述的利用土体液化技术进行深松深施枪入土的方法，其特征在于，所述入土方法包括控制所述深松深施枪入土时的振动频率范围为15-50HZ，激振力0 .5-2T，外管径大小为DN20-DN50，入土深度为300mm-600mm。

6.根据权利要求2所述的利用土体液化技术进行深松深施枪入土的方法，其特征在于，控制所述深松深施枪入土时的振动频率范围为30-60HZ，激振力1-5T，外管径大小为DN40-DN100，入土深度为500mm-1000mm。

7.根据权利要求3所述的利用土体液化技术进行深松深施枪入土的方法，其特征在于，控制深松深施枪入土时的振动频率范围为5-20HZ，激振力1-20T，外管径大小为DN20-DN50，入土深度为0.5m-5m。

8.根据权利要求3所述的利用土体液化技术进行深松深施枪入土的方法，其特征在于，控制深松深施枪入土时的振动频率范围为10-60HZ，激振力20-50T，外管径大小为DN30-DN100，入土深度为3m-10m。

9.根据权利要求3所述的利用土体液化技术进行深松深施枪入土的方法，其特征在于，控制深松深施枪入土时的振动频率范围为40-80HZ，激振力40-80T，外管径大小为DN80-DN200，入土深度为8m-30m。

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