CN209802716U - 一种土壤渗透系数测定试验的取样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种土壤渗透系数测定试验的取样装置，包括自上而下依次螺纹连接的带孔中筒、盛土筒和环刀筒，所述带孔中筒、盛土筒和环刀筒的上下端均敞口，所述带孔中筒的筒壁上开设若干等间距排列的溢水孔，所述溢水孔处连接变水头管或橡胶管进行变水头或常水头土壤渗透系数测定试验，所述环刀筒的下端设有刀刃，所述取样装置受力后所述刀刃与土壤接触切割土壤，被切割的土壤保留在盛土筒中。本实用新型提供的取样装置能够在取土样时，有效减小对土样的扰动并保留土体的原状覆盖层。

Description

一种土壤渗透系数测定试验的取样装置

技术领域

本实用新型涉及土工试验技术领域，尤其涉及一种土壤渗透系数测定试验的取样装置。

背景技术

渗透系数是表征土渗透性强弱的定量指标，也是进行渗流计算时必须用到的一个基本参数，在土壤改良处理、各类地下工程施工等方面有重要作用。目前土壤渗透系数测定实验在实验室内测定时，在用传统环刀筒样运输过程中，会对土的含水量和结构产生一定影响，并且很难保证原位覆盖层的完整结构，从而导致较大的误差。因而，如果有能够在减小土体扰动，同时保证土体覆盖层完整的取土装置，并且在后期渗透实验中不再更换盛土装置，所测得的土体土壤渗透系数将更接近于原位土体的渗透系数。

发明内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种土壤渗透系数测定试验的取样装置，能够在取土样时，有效减小对土样的扰动并保留土体的原状覆盖层。

本实用新型提供一种土壤渗透系数测定试验的取样装置，包括自上而下依次螺纹连接的带孔中筒、盛土筒和环刀筒，所述带孔中筒、盛土筒和环刀筒的上下端均敞口，所述带孔中筒的筒壁上开设若干等间距排列的溢水孔，所述溢水孔处连接变水头管或橡胶管进行变水头或常水头土壤渗透系数测定试验，所述环刀筒的下端设有刀刃，所述取样装置受力后所述刀刃与土壤接触切割土壤，被切割的土壤保留在盛土筒中。

进一步地，所述取样装置还包括旋拧杆盖，所述旋拧杆盖用来测量盛土筒内的土壤的厚度，并减小操作过程中的土体扰动，所述旋拧杆盖包括盖体和旋拧杆，所述盖体的下端与试验筒上部的上端螺纹配合，所述盖体的中心开设第一小孔，所述第一小孔的上方设有十字形孔柱，所述十字形孔柱上设有与第一小孔连通的竖直孔，所述旋拧杆包括旋拧杆直杆和旋拧杆底盘，所述旋拧杆直杆穿过竖直孔和第一小孔且与竖直孔螺纹配合，所述旋拧杆直杆的底端为球状曲面，靠近旋拧杆直杆的底端处设有与旋拧杆直杆固定连接的第一圆环，所述旋拧杆底盘的上方连接第二圆环，所述旋拧杆直杆的底端穿过第二圆环，所述第二圆环的内径大于旋拧杆直杆的直径且小于第一圆环的外径。

进一步地，所述第二圆环与旋拧杆底盘通过三根圆环支架连接，所述圆环支架的一端连接在旋拧杆底盘上，所述圆环支架的另一端与第二圆环连接。

进一步地，所述取样装置还包括辅助取土筒，所述辅助取土筒的上下端敞口，所述辅助取土筒的下端与带孔中筒的上端螺纹配合，所述辅助取土筒的内径与带孔中筒的内径一致，所述辅助取土筒的筒壁上设有两个把手。

进一步地，所述盛土筒的筒壁上设有第一脚踏和第二脚踏，所述第一脚踏和第二脚踏关于盛土筒的中心对称，所述第一脚踏和第二脚踏上放置重量相等的重物。

进一步地，所述取样装置还包括孔网底盖，所述孔网底盖的上端敞口，所述孔网底盖的上端与盛土筒的下端螺纹配合，所述孔网底盖的下端封闭且开设有若干第二小孔，所述孔网底盖内放置透水石，所述透水石的直径与盛土筒的内径一致。

进一步地，所述溢水孔处设有溢水孔盖，所述溢水孔盖的中部有金属材质的突出柱体，所述突出柱体的外径与溢水孔的内径相同，通过将溢水孔盖的突出柱体放置到溢水孔内将溢水孔密封。

本实用新型提供的技术方案带来的有益效果是：本实用新型提供的取样装置结构简单，能够在取土样时，尽量减小对土样的扰动；本实用新型提供的取样装置对于要保留覆盖层的土体，取测定渗透系数试验的土样时，能很大程度上使取得土样的覆盖层保持原样的结构与组成，进一步提供了渗透系数的准确度；本实用新型通过旋拧杆盖与带孔中筒的配合，能够便捷地测量出待测土壤的厚度；本实用新型通过在带孔中筒上设置溢水孔，然后在溢水孔处连接变水头管或橡胶管即可进行变水头试验或常水头试验，不需要更换装置，有效避免了对待测土壤的破坏。

附图说明

图1是本实用新型一种土壤渗透系数测定试验的取样装置的结构示意图。

图2是本实用新型一种土壤渗透系数测定试验的取样装置的盛土筒与孔网底盖的配合示意图。

图3是本实用新型一种土壤渗透系数测定试验的取样装置的盛土筒与孔网底盖的分解示意图。

图4是本实用新型一种土壤渗透系数测定试验的取样装置的旋拧杆盖的结构示意图。

图5是本实用新型一种土壤渗透系数测定试验的取样装置的旋拧杆底盘的放大示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地描述。

请参考图1至图4，本实用新型的实施例提供了一种土壤渗透系数测定试验的取样装置，包括辅助取土筒1、带孔中筒2、盛土筒3、环刀筒4、孔网底盖5和旋拧杆盖6，辅助取土筒1、带孔中筒2、盛土筒3和环刀筒4自上而下依次螺纹连接。

辅助取土筒1的内径与带孔中筒2的内径一致，辅助取土筒1的长度大于带孔中筒2与盛土筒3的长度之和，辅助取土筒1的上下端敞口，辅助取土筒1的筒壁上设有两个位于筒壁直径线两侧的把手11，辅助取土筒1的下端与带孔中筒2的上端螺纹配合。

带孔中筒2和盛土筒3的尺寸一致，带孔中筒2和盛土筒3的上下端均敞口，带孔中筒2的筒壁上开设四个等间距排列的溢水孔21，溢水孔21处设有溢水孔盖22，溢水孔盖22的中部有金属材质的突出柱体，该突出柱体的外径与溢水孔21的内径相同，通过将溢水孔盖22的突出柱体放置到溢水孔21内将溢水孔21密封，选定一个溢水孔21处连接变水头管时可以进行变水头土壤渗透系数测定试验，选定一个溢水孔21处连接橡胶管时可以进行常水头土壤渗透系数测定试验；盛土筒3的筒壁上设有三角形状的第一脚踏31和第二脚踏32，第一脚踏31和第二脚踏32关于盛土筒3的中心对称，盛土筒3的上端与带孔中筒2的下端螺纹配合。

环刀筒4为筒体结构，环刀筒4的上下端敞口，环刀筒4的内径、壁厚与盛土筒3的内径、壁厚一致，环刀筒4的上端与盛土筒3的下端螺纹配合，环刀筒4的下端设有刀刃，环刀筒4受力后刀刃与土壤接触切割土壤，被切割的土壤保留在盛土筒3中。

参考图4和图5，旋拧杆盖6用来测量盛土筒3内的土壤的厚度，旋拧杆盖6包括盖体61和旋拧杆62，盖体61的下端与带孔中筒2的上端螺纹配合，盖体61的中心开设第一小孔611，第一小孔611的上方设有十字形孔柱612，十字形孔柱612上设有连通的竖直孔613和水平孔614，竖直孔613与第一小孔611连通，旋拧杆62包括旋拧杆直杆621和旋拧杆底盘622，旋拧杆直杆621的上端设有旋拧杆旋钮623，旋拧杆直杆621穿过竖直孔613和第一小孔611且与竖直孔613螺纹配合，通过螺纹配合使得旋拧杆直杆621在十字形孔柱612中上下移动，旋拧杆直杆621的底端为球状曲面，靠近旋拧杆直杆621的底端处设有与旋拧杆直杆621一体连接的第一圆环624，旋拧杆底盘622的正上方连接第二圆环625，第二圆环625位于第一圆环624的上方，旋拧杆直杆621的底端穿过第二圆环625，第二圆环625的内径略大于旋拧杆直杆621的直径且小于第一圆环624的外径，使得旋拧杆直杆621能够相对旋拧杆底盘622转动，并在一定范围内相对旋拧杆底盘622上下运动，旋拧杆直杆621向上移动至最高位置时被第二圆环625限定，旋拧杆直杆621向下移动至最低位置时被旋拧杆底盘622限定，第二圆环625与旋拧杆底盘622通过三根圆环支架626连接，圆环支架626的一端一体连接在旋拧杆底盘622上，圆环支架626的另一端与第二圆环625一体连接，三根圆环支架626以旋拧杆底盘622的圆心为中心点。

参考图2和图3，孔网底盖5的上端敞口，孔网底盖5的下端封闭且开设有若干第二小孔(图中未示)，孔网底盖5内放圆柱状的置透水石51，透水石51的直径与盛土筒3的内径一致，孔网底盖5为筒体结构，孔网底盖5的内径、壁厚与盛土筒3的内径、壁厚一致，孔网底盖5的上端与盛土筒3的下端螺纹配合。

利用本实用新型提供的取样装置进行取样时，具体步骤如下：

步骤S1，如图1所示，从上到下依次将辅助取土筒1、带孔中筒2、盛土筒3和环刀筒4螺纹连接，同时使溢水孔21与第一脚踏31、第二脚踏32在圆周上成垂直分布，从而使第一脚踏31和第二脚踏32的上方没有障碍物，以免妨碍第一脚踏31和第二脚踏32的使用；

步骤S2，在所选定土体处，将步骤S1组装好的装置平放在土体的表面，通过同时踩踏第一脚踏31和第二脚踏32或同时在第一脚踏31和第二脚踏32上放上相等重量的重物，尽量使得第一脚踏31和第二脚踏32受力相等，可以有效保证取样的完整性，有效保留了原样的结构与组成，当步骤S1组装好的装置插入一定深度，并使得环刀筒4的上端口线以上的土体厚度是所需试验土体厚度时，停止踩踏第一脚踏31和第二脚踏32或卸下第一脚踏31和第二脚踏32上的重物，取土时尽量减小盛土筒3的转动，直立下切使盛土筒3和环刀筒4进入土体；

步骤S3，取下辅助取土筒1，此时尽量减小盛土筒3的转动；

步骤S4，如图2所示，在带孔中筒2的上部装上旋拧杆盖6，通过旋拧杆旋钮623旋拧旋拧杆直杆621使得旋拧杆底盘622与土体上部或覆盖层上部正好接触，测量得到旋拧杆直杆621在带孔中筒2外的长度，记为L₂，则取得的土体的厚度L的计算公式为：

L＝L₂-L₁

式中，L₁为旋拧杆底盘622与盛土筒3的下端口平齐时，旋拧杆直杆621位于带孔中筒2外的长度；

步骤S5，将装置周围的土体挖开，用一铁片切割环刀筒4的下端端口土体，并用手托住铁片和盛土筒3一起倒转至水平，如图3所示；

步骤S6，取下环刀筒4，平行于带孔中筒2的下端口切割土体并连接已装入透水石51的孔网底盖5；进行变水头土壤渗透系数测定试验时，在选定的一个溢水孔21处连接变水头管，其他溢水孔21处利用溢水孔盖22封闭；进行常水头土壤渗透系数测定试验时，在选定的一个溢水孔21处连接橡胶管，其他溢水孔21处利用溢水孔盖22封闭，通过改变溢水孔21的位置，可以进行多组平行试验以减小误差。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种土壤渗透系数测定试验的取样装置，其特征在于，包括自上而下依次螺纹连接的带孔中筒、盛土筒和环刀筒，所述带孔中筒、盛土筒和环刀筒的上下端均敞口，所述带孔中筒的筒壁上开设若干等间距排列的溢水孔，所述溢水孔处连接变水头管或橡胶管进行变水头或常水头土壤渗透系数测定试验，所述环刀筒的下端设有刀刃，所述取样装置受力后所述刀刃与土壤接触切割土壤，被切割的土壤保留在盛土筒中。

2.根据权利要求1所述的土壤渗透系数测定试验的取样装置，其特征在于，所述取样装置还包括旋拧杆盖，所述旋拧杆盖用来测量盛土筒内的土壤的厚度，所述旋拧杆盖包括盖体和旋拧杆，所述盖体的下端与试验筒上部的上端螺纹配合，所述盖体的中心开设第一小孔，所述第一小孔的上方设有十字形孔柱，所述十字形孔柱上设有与第一小孔连通的竖直孔，所述旋拧杆包括旋拧杆直杆和旋拧杆底盘，所述旋拧杆直杆穿过竖直孔和第一小孔且与竖直孔螺纹配合，所述旋拧杆直杆的底端为球状曲面，靠近旋拧杆直杆的底端处设有与旋拧杆直杆固定连接的第一圆环，所述旋拧杆底盘的上方连接第二圆环，所述旋拧杆直杆的底端穿过第二圆环，所述第二圆环的内径大于旋拧杆直杆的直径且小于第一圆环的外径。

3.根据权利要求2所述的土壤渗透系数测定试验的取样装置，其特征在于，所述第二圆环与旋拧杆底盘通过三根圆环支架连接，所述圆环支架的一端连接在旋拧杆底盘上，所述圆环支架的另一端与第二圆环连接。

4.根据权利要求1所述的土壤渗透系数测定试验的取样装置，其特征在于，所述取样装置还包括辅助取土筒，所述辅助取土筒的上下端敞口，所述辅助取土筒的下端与带孔中筒的上端螺纹配合，所述辅助取土筒的内径与带孔中筒的内径一致，所述辅助取土筒的筒壁上设有两个把手。

5.根据权利要求1所述的土壤渗透系数测定试验的取样装置，其特征在于，所述盛土筒的筒壁上设有第一脚踏和第二脚踏，所述第一脚踏和第二脚踏关于盛土筒的中心对称，所述第一脚踏和第二脚踏上放置重量相等的重物。

6.根据权利要求1所述的土壤渗透系数测定试验的取样装置，其特征在于，所述取样装置还包括孔网底盖，所述孔网底盖的上端敞口，所述孔网底盖的上端与盛土筒的下端螺纹配合，所述孔网底盖的下端封闭且开设有若干第二小孔，所述孔网底盖内放置透水石，所述透水石的直径与盛土筒的内径一致。

7.根据权利要求1所述的土壤渗透系数测定试验的取样装置，其特征在于，所述溢水孔处设有溢水孔盖，所述溢水孔盖的中部有金属材质的突出柱体，所述突出柱体的外径与溢水孔的内径相同，通过将溢水孔盖的突出柱体放置到溢水孔内将溢水孔密封。