CN110320066A - 原状土壤采集盒及原状土壤采集的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及土壤取样技术领域，提供原状土壤采集盒及原状土壤采集的方法。原状土壤采集盒，包括：侧围板，在所述侧围板底部内侧设置有朝内开口的第一插槽；底板，所述底板沿着水平方向或者倾斜向下的方向进入所述第一插槽并封闭所述侧围板底部开口。本发明的原状土壤采集盒，通过在侧围板底部内侧设置有朝内开口的第一插槽，进而可以便于后续底板和侧围板之间的固定安装。并且，由于底板沿着水平方向或者倾斜向下的方向进入第一插槽并封闭侧围板底部开口，进而在使用该原状土壤采集盒取样的时候，可以保证土样底部的平整性，防止取样过程受作物根系等的影响导致土样底部凹凸不平，在保证土壤底部平整性的同时，能提供不同坡度的土壤表层。

Description

原状土壤采集盒及原状土壤采集的方法

技术领域

本发明涉及土壤取样技术领域，尤其涉及原状土壤采集盒及原状土壤采集的方法。

背景技术

土壤学是研究土壤中物质运动规律及其与环境间关系的科学，是农学、地质学等学科的基础学科之一。土壤学研究中，不可避免的要采集一定的土样带回实验室进行实验分析。但是，土壤学研究者们常把土样分析方法和数据采集作为考虑的重点，而作为整个研究基础的土壤采集设备及方法却时常被忽略。

以往主要采用装填的方法采集土壤，但装填土或者重塑土很大程度上改变了土壤的原有结构，不能准确反映土壤的理化性质。所以在土壤学研究中，很多情况必须保持土样的原状性。因此，原状土壤采集方法和相应采集设备成为土壤学研究中一个重要的研究对象。

目前，土壤学研究主要通过环刀获取小型原状土，环刀虽然加工制造简单，携带、使用方便，但其取样直径小，土样不易从环刀内取出，且取样过程受作物根系的影响较大，土壤底部不平整，使用起来有一定的局限性。大型取土器方面，可分为厚壁敞口取土器、薄壁敞口取土器、自由活塞薄壁取土器、固定活塞薄壁取土器、水压固定活塞取土器、束节式取土器、黄土取土器、三重管单动回转取土器和三重管双动回转取土器等。但这些取土器采集的土样底部不平整，不便于运输及放置。并且，由于这些取土器采集的土样一般都是圆柱形土样，进而导致不易将土样从取土器当中取出。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

本发明的其中一个目的是：提供一种原状土壤采集盒及原状土壤采集的方法，解决现有技术中存在的取土器采集的土样底部不平整的问题。

为了实现该目的，本发明提供了一种原状土壤采集盒，包括：

侧围板，所述侧围板底部内侧设置有朝内开口的第一插槽；

底板，所述底板沿着水平方向或者倾斜向下的方向进入所述第一插槽并封闭所述侧围板底部开口。

在一个实施例中，所述侧围板包括两块互相平行的第一侧板，所述第一插槽包括形成于两块所述第一侧板上且互相平行的两条导向凹槽，所述底板沿着所述导向凹槽的长度方向进入并封闭所述侧围板底面。

在一个实施例中，所述第一侧板底部设有刀刃，所述导向凹槽位于所述刀刃上方。

在一个实施例中，所述侧围板还包括与所述第一侧板之间可拆卸的卸料板。

在一个实施例中，所述侧围板还包括两块互相平行的第二侧板，所述第二侧板连接两块所述第一侧板，并与所述第一侧板以及所述底板围成方形容腔，其中一块所述第二侧板为所述卸料板。

在一个实施例中，所述卸料板顶部设有翻边，所述翻边上设有固定孔；所述卸料板与所述第一侧板之间通过螺纹连接件连接；所述第一侧板比所述第二侧板厚。

在一个实施例中，所述底板两侧设有折边，所述底板的后进入所述第一插槽的一端设置有向上、下两侧延伸的敲击板，所述敲击板向下延伸不超过所述折边。

在一个实施例中，所述侧围板顶部内侧设置有朝内开口的第二插槽；所述原状土壤采集盒还包括顶板，所述顶板进入所述第二插槽并封闭所述侧围板顶部开口。

为了实现该目的，本发明提供了一种原状土壤采集的方法，包括：

将上述原状土壤采集盒的侧围板向下插入土壤中；

在侧围板一侧挖出一个凹坑，将上述原状土壤采集盒的底板放入所述凹坑当中，使得所述底板沿着水平方向或者倾斜向下的方向进入所述侧围板上的第一插槽中并封闭所述侧围板底部开口；

将所述原状土壤采集盒向上提出。

在一个实施例中，所述将上述原状土壤采集盒的侧围板向下插入土壤中的步骤，包括：

基于所述侧围板的形状在土壤中挖出可供侧围板进入的边框槽；

将上述原状土壤采集盒的侧围板向下插入边框槽中；

所述在侧围板一侧挖出一个凹坑，将上述原状土壤采集盒的底板放入所述凹坑当中，使得所述底板沿着水平方向或者倾斜向下的方向进入所述侧围板上的第一插槽中并封闭所述侧围板底部开口的步骤之后，包括：

用顶板封闭所述侧围板顶部开口。

本发明的技术方案具有以下优点：本发明的原状土壤采集盒，通过在侧围板底部内侧设置有朝内开口的第一插槽，进而可以便于后续底板和侧围板之间的固定安装。并且，由于底板沿着水平方向或者倾斜向下的方向进入第一插槽并封闭侧围板底部开口，进而在使用该原状土壤采集盒取样的时候，可以保证土样底部的平整性，防止取样过程受作物根系等的影响导致土样底部凹凸不平，在保证土壤底部平整性的同时，能提供不同坡度的土壤表层。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中去掉顶板和底板的原状土壤采集盒的结构示意图；

图2是本发明实施例的原状土壤采集盒的底板的结构示意图；

图3是本发明实施例中安装有顶板和底板的原状土壤采集盒的结构示意图；

图4是本发明实施例的原状土壤采集盒的顶板的结构示意图；

图中：1、顶板；2、缺口；3、固定孔；4、底板；5、第二侧板；6、敲击板；7、侧围板；8、第一侧板；9、第二插槽；10、导向凹槽；11、刀刃；12、卸料板；13、折边；14、翻边；15、螺丝。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参见图1和图2，根据本发明的实施例，提供一种原状土壤采集盒，包括侧围板7和底板4。在侧围板7底部内侧设置有朝内开口的第一插槽；底板4沿着水平方向或者倾斜向下的方向进入第一插槽并封闭侧围板7底部开口。

其中，“在侧围板7底部内侧设置有朝内开口的第一插槽”以及本发明其它部分提及的“内侧”均是以原状土壤采集盒整体为基准，位于原状土壤采集盒形成的容腔中的为“内侧”，反之则为“外侧”。

该种原状土壤采集盒，通过在侧围板7底部内侧设置有朝内开口的第一插槽，进而可以便于后续底板4和侧围板7之间的固定安装。并且，由于底板4沿着水平方向或者倾斜向下的方向进入第一插槽并封闭侧围板7底部开口，进而在使用该原状土壤采集盒取样的时候，可以保证土样底部的平整性，防止取样过程受作物根系等的影响导致土样底部凹凸不平，在保证土壤底部平整性的同时，能提供不同坡度的土壤表层。

请进一步参见图1和图2，侧围板7包括两块互相平行的第一侧板8，第一插槽包括形成于两块第一侧板8上且互相平行的两条导向凹槽10，底板4沿着导向凹槽10的长度方向进入并封闭所述侧围板底面。

由于第一插槽包括了导向凹槽10，进而导向凹槽10可以对底板4的安装过程起到导向作用，保证底板4和侧围板7之间的装配。

当然，侧围板7也并非一定要包括两块互相平行的第一侧板8。例如，侧围板7的横截面(采用水平面剖开侧围板7得到的截面，后续提及横截面也一样)还可以呈半圆形(包括直径部分)，此时第一插槽沿着半圆底部(不包括直径部分)延伸，且侧围板并不包括互相平行的第一侧板8。再例如，侧围板7的横截面还可以呈梯形，此时第一插槽包括沿着梯形的腰延伸的部分。

请再次参见图1，第一侧板8底部形成有刀刃11，导向凹槽10位于刀刃11上方。进而，通过刀刃11的设置可以使得第一侧板8具有切削能力，进而方便原状土壤采集盒进入土壤当中。

进一步的，导向凹槽10为折角凹槽，例如类似呈“7”字型。随着原状土壤采集盒进入土壤当中，折角凹槽本体可以阻挡土壤进入到折角凹槽内部。又由于折角凹槽设置在刀刃11上方，刀刃11的背部也可以阻挡土壤进入到折角凹槽当中。

进一步的，侧围板7还包括可拆卸的卸料板12。卸料板12的作用在于：当原状土壤采集盒取样完成之后，通过拆卸卸料板12，就可以将剩下的侧围板7从土样以及底板4上分离，得到完整的裸露土样。要使得卸料板12能够实现以上作用，则对于侧围板7的横截面具有一定的要求，例如侧围板7的横截面不能呈弧形。

其中，当侧围板7包括两块互相平行的第一侧板8的时候，卸料板12与第一侧板8之间通过可拆卸的方式连接。进而，取样过程中将卸料板12与第一侧板8之间固定连接；取样完成之后，需要将土样从原状土壤采集盒当中取出的时候，将卸料板12从原状土壤采集盒上卸下，抽拉剩下的侧围板7，即可将剩下的侧围板7从土样以及底板4上分离。

其中，卸料板12与第一侧板8之间的连接方式不受限制，既可以采用螺纹件连接，也可以采用卡接、销接、粘接等。其中，当卸料板12与第一侧板8之间螺纹连接的时候，在第一侧板8的端部开设螺纹孔，在卸料板12上开设通孔，进而螺丝15穿过通孔之后固定在螺纹孔当中。

在一个实施例中，侧围板7包括两块互相平行的第二侧板5，第二侧板5连接两块第一侧板8，并与第一侧板8以及底板4围成方形容腔。该种情况下，原状土壤采集盒的结构标准且易于生产，并且取样过程也相对简单方便，尤其对于较硬土壤环境下取样时，此时往往需要借助铁锹、或者铲子等工具先挖出对应边框槽，形状规则的原状土壤采集盒，其边框槽也较为容易施工。

对于上述两块第二侧板5，其中一块第二侧板5为卸料板12。

进一步的，可以在卸料板12顶部形成有翻边14，翻边14上形成有固定孔3。进而，当原状土壤采集盒包括顶板1的时候，顶板1可以通过固定孔3和卸料板12固定，保证原状土壤采集盒的封闭性，保护位于原状土壤采集盒中的土样。

例如，可以在顶板1上对应位置也设置固定孔3，并通过扎带穿过顶板1以及卸料板12翻边14上的固定孔3，以实现顶板1和卸料板12之间的固定。当然，除了采用扎带之外，还可以采用任何现有技术当中的连接件实现卸料板12与顶板1之间的连接。

在一个实施例中，第一侧板8比第二侧板5厚，进而可以避免第一侧板8变形，保证底板4与第一侧板8上导向凹槽10之间的配合，并且在遇到较硬土质的时候，可用锤子适当敲击第一侧板8上边缘，便于侧围板插入土中。当然，第一插槽还可以包括形成于第二侧板5上的装配凹槽，进而使得底板4可以进入装配凹槽当中。例如，图1中，在除了卸料板12之外的第二侧板5上形成装配凹槽，进而底板4和侧围板7具有三个边互相配合，进一步保证底板4的承载土样的能力。

其中，优选第一插槽和底板4之间间隙配合，进而方便将去掉卸料板之后的侧围板从土样以及底板4上分离，以便于从原状土壤采集盒中取样。

请参见图2，为了便于底板4和第一插槽的装配，优选底板4的后进入第一插槽的一端设置有向上、下两侧延伸的敲击板6。进而，在装配底板4的时候，可以借助工具击打敲击板6部分，完成底板4和第一插槽之间的装配。

在一个实施例中，底板两侧设有折边13，通过折边13防止在搬运过程中受土壤自身重力作用底板变形脱落。对应的，侧围板上导向凹槽10呈折角凹槽形式，与该折边13之间形成配合，防止底板受重脱落。

导向凹槽10及折边13为“7”字形，进而在取土过程中对切割底部土壤起到导向作用，并保证底板可以承受住土壤自身重量而在搬运及运输过程中不变形脱落。

当然需要说明的是，导向凹槽10和折边13的结构不受此处举例的限制，例如导向凹槽10的横截面还可以呈“T”字型，折边的横截面同样呈“T”字型，进而通过导向凹槽10和折边之间的配合，防止折边13从导向凹槽10中脱落。

在一个实施例中，请参见图3和图4，侧围板7顶部内侧设置有朝内开口的第二插槽9；原状土壤采集盒还包括顶板1，顶板1进入第二插槽9并封闭侧围板7顶部开口。

通过第二插槽9和顶板1之间的配合，可以封闭原状土壤采集盒顶部开口。并且，由于顶板1相对原状土壤采集盒其它组成部分独立，进而将原状土壤采集盒按压进土壤时可以先将顶板1卸下，便于取样过程施工，在将土样和土壤分离之后，再将顶板1安装上即可。

通过图3和图4发现，顶板1两端的宽度小于中间的宽度，进而在顶板1上形成有四个角部的缺口2。该种情况下，顶板1中间位置和第二插槽9配合，两端和第二侧板5装配，进而可以防止原状土壤采集盒具有不必要的凸出结构。

本发明所述的原状土壤采集盒采样面积大，结构简单，成本低，取样、存放和运输方便，适用于大多数土质土壤的采集，可以分别采集不同下垫面、不同深度和不同坡度的原状土。

根据本发明的其中一个实施例，提供原状土壤采集的方法，包括：

将上述原状土壤采集盒的侧围板7向下插入土壤中；

在侧围板7一侧挖出一个凹坑，将上述原状土壤采集盒的底板4放入凹坑当中，使得底板4沿着水平方向或者倾斜向下的方向进入侧围板7上的第一插槽10中并封闭侧围板7底部开口；

将原状土壤采集盒向上提起。

其中，在将上述原状土壤采集盒的侧围板7向下插入土壤之前，先在采样区域选择一块具有代表性的下垫面。

将上述原状土壤采集盒的侧围板7向下插入土壤中之后，在原状土壤采集盒靠近卸料板12一侧挖出一个可以放下底板4，并且深度略大于原状土壤采集盒的凹坑。其中，折角凹槽的端部相对凹坑漏出，将底板4放置于凹坑之后，底板4端部对准折角凹槽端部，并通过工具(例如橡胶锤)捶打敲击板6使得底板4整体进入折角凹槽。其中，随着底板4插入折角凹槽中，底板4将土样和取样土壤切断，得到底部平整的土样。

其中，当土质较硬的时候，直接将侧围板7插入土壤可能会导致侧围板7发生较大变形。此时，将上述原状土壤采集盒的侧围板7向下插入土壤中的步骤进一步包括：

基于侧围板7的形状在土壤中挖出可供侧围板7进入的边框槽；

将上述原状土壤采集盒的侧围板7向下插入边框槽中。

其中，边框槽的宽度可以稍微大于侧围板7的厚度，进而便于侧围板7进入到边框槽当中。

当然，对于土质比较疏松的土壤，则可以将原状土壤采集盒的侧围板7直接按压进入土壤中。按压过程中，如果遇到较大阻力，可以借助橡胶锤或者其它敲击工具均匀敲击侧围板7，最好敲击侧围板7加厚的第一侧板8上部，使得原状土壤采集盒平行插入土壤中。

进一步的，在侧围板7一侧挖出一个凹坑，将上述原状土壤采集盒的底板4放入凹坑当中，使得底板4沿着水平方向或者倾斜向下的方向进入侧围板7上的第一插槽10中并封闭侧围板7底部开口的步骤之后，还包括：

采用顶板1封闭侧围板7顶部开口，并提出土壤采集盒。

也即，当底板4完全插入到第一插槽当中之后，将顶板1插入到第二插槽9中。进一步的，为了保证顶板1在原状土壤采集盒上安装的可靠性，用扎带穿过顶板1和卸料板12上的固定孔3，进而将顶板1和卸料板12固定在一起。

将顶板1和卸料板12固定在一起之后，还可以进一步采用胶带将卸料板12两侧的缝隙封住。之后将装有原状土的原状土壤采集盒从地面取出，装车，带回实验室进行下一步的实验。

以上原状土壤采集盒及原状土壤采集的方法，采样面积大、成本低，取样、存放和运输方便，适用于大多数土质土壤的采集。其中，原状土壤采集盒结构简单，适合采集大型原装土壤。

尤其当原状土壤采集盒包括互相平行的两块第一侧板8，以及两块互相平行的第二侧板5的时候，原状土壤采集盒可以直接将土样四边和底面插切，最大限度的保持了所采土样各面的平整、规则，使所采土样各面平整、规则，方便存放和运输，为环境风洞风蚀实验等室内实验提供了完整、大量的土样。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种原状土壤采集盒，其特征在于，包括：

侧围板，所述侧围板底部内侧设置有朝内开口的第一插槽；

底板，所述底板沿着水平方向或者倾斜向下的方向进入所述第一插槽并封闭所述侧围板底部开口。

2.根据权利要求1所述的原状土壤采集盒，其特征在于，所述侧围板包括两块互相平行的第一侧板，所述第一插槽包括形成于两块所述第一侧板上且互相平行的两条导向凹槽，所述底板沿着所述导向凹槽的长度方向进入并封闭所述侧围板底面。

3.根据权利要求2所述的原状土壤采集盒，其特征在于，所述第一侧板底部设有刀刃，所述导向凹槽位于所述刀刃上方。

4.根据权利要求2所述的原状土壤采集盒，其特征在于，所述侧围板还包括与所述第一侧板之间可拆卸的卸料板。

5.根据权利要求4所述的原状土壤采集盒，其特征在于，所述侧围板还包括两块互相平行的第二侧板，所述第二侧板连接两块所述第一侧板，并与所述第一侧板以及所述底板围成方形容腔，其中一块所述第二侧板为所述卸料板。

6.根据权利要求5所述的原状土壤采集盒，其特征在于，所述卸料板顶部设有翻边，所述翻边上设有固定孔；所述卸料板与所述第一侧板之间通过螺纹连接件连接；所述第一侧板比所述第二侧板厚。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的原状土壤采集盒，其特征在于，所述底板两侧设有折边，所述底板的后进入所述第一插槽的一端设置有向上、下两侧延伸的敲击板，所述敲击板向下延伸不超过所述折边。

8.根据权利要求1至6中任意一项所述的原状土壤采集盒，其特征在于，所述侧围板顶部内侧设置有朝内开口的第二插槽；所述原状土壤采集盒还包括顶板，所述顶板进入所述第二插槽并封闭所述侧围板顶部开口。

9.一种原状土壤采集的方法，其特征在于，包括：

将权利要求1至8中任意一项所述原状土壤采集盒的侧围板向下插入土壤中；

在侧围板一侧挖出一个凹坑，将权利要求1至8中任意一项所述原状土壤采集盒的底板放入所述凹坑当中，使得所述底板沿着水平方向或者倾斜向下的方向进入所述侧围板上的第一插槽中并封闭所述侧围板底部开口；

将所述原状土壤采集盒向上提出。

10.根据权利要求9所述的原状土壤采集的方法，其特征在于，所述将权利要求1至8中任意一项所述原状土壤采集盒的侧围板向下插入土壤中的步骤，包括：

基于所述侧围板的形状在土壤中挖出可供侧围板进入的边框槽；

将权利要求1至8中任意一项所述原状土壤采集盒的侧围板向下插入边框槽中；

所述在侧围板一侧挖出一个凹坑，将权利要求1至8中任意一项所述原状土壤采集盒的底板放入所述凹坑当中，使得所述底板沿着水平方向或者倾斜向下的方向进入所述侧围板上的第一插槽中并封闭所述侧围板底部开口的步骤之后，包括：

用顶板封闭所述侧围板顶部开口。