原状土取样器及CT扫描用原状土柱的制作方法

本实用新型涉及土壤分析研究技术领域，尤其是涉及一种原状土取样器及CT扫描用原状土柱。

背景技术：

原状土是指保持天然含水量及天然结构的土体，原状土土样是从原状土体中取出的土壤样品，多用来研究或检测土壤剖面结构及其容重、天然孔隙比、压缩系数、抗剪强度等指标。

传统上，研究人员在研究原状的土壤剖面结构时，会在野外选择挖一个比较大、比较深的土壤剖面坑，直接观察研究原状土土壤所裸露的一段垂直切面。但由于工程量大，也破坏了很大面积的土壤，而且这类土壤剖面结构无法永久保留并移至室内进行土壤剖面结构的深层次研究。

目前，对原状土土壤的采样分析研究一般都采用土钻装置，然而现有技术中经常用到的传统土钻以及由洛阳铲改进的土钻只能在不同深度的土壤中取出一小块土壤样本，但不能连续取从地面到土钻钻头所达深度的整个土壤断面层，这对原状土土壤不同层面的研究造成困扰。即使现有技术中有些比较复杂的装置能够取出整个土柱，但也常常由于电机驱动土钻装置使钻头旋转钻入土壤或钻头钻壁太厚挤压土壤从而改变土壤的结构特征，影响研究数据。

当前，在土壤结构深层次研究及作物根系分布研究方面，迫切需要采用和借助新的途径和技术手段来进行，才能更好的研究土壤各剖面发生层的发生、发育机理及根系在土体中的分布规律，进而了解土壤的相关耕作或利用特性。

技术实现要素：

本实用新型旨在解决现有技术中对土壤断面层的研究时不方便取样的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采取如下技术方案：

设计一种原状土取样器，包括盖帽、钻身和盒盖，所述钻身为中空管，钻身顶部设有外螺纹，底部为锥形端，所述钻身材料为PVC塑料；所述盖帽螺纹连接于所述钻身顶部；所述盒盖套在所述钻身底部。

优选的，所述盖帽上设有排气孔和横向通孔。

优选的，所述钻身顶部直径大于底部直径。

优选的，所述钻身底部锥形端斜度为10°～12°。

优选的，所述钻身上设有刻度。

另一方面，提供一种CT扫描用原状土柱，钻身、盛放于钻身中的原状土体，以及封闭所述钻身两端的盒盖。发明人在多年的工作实践的基础上，创造性的将CT扫描技术引入到土壤研究技术领域，比如，用CT扫描原状土柱，能够得到关于原状土土壤断面层CT图像，进而实现根据CT图像分析研究原状土土壤断面层的层次结构，以及植物根系在土体中的分布状况。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1.本实用新型结构简单、操作使用方便，且成本低，为土壤内部结构的深入研究提供了新的有效途径和工具。

2.本实用新型钻身采用非金属材料（如PVC等）制成，与常用钢制钻身相比，可以取得适合CT扫描用的原状土柱，运用CT扫描技术对存在于取样器塑料钻身中的原状土土柱进行扫描，能够得到原状土土壤断面层图像，更加直观清晰观察土壤各层次结构，准确的得到所需土壤断面层的数据，进而在实验室环境实现对土壤剖面结构及植物根系分布状况的深入研究。

附图说明

图1为实施例中盖帽的剖面结构图；

图2为实施例中钻身的剖面结构图；

图3为实施例中盒盖的剖面结构图。

其中，1为盖帽，11为圆柱体，111为横向通孔，12为阶梯孔，121为上孔，122为下孔，13为排气孔，2为钻身，21为锥形端，3为盒盖，31为凹槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例来说明本实用新型的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本实用新型，并不以任何方式限制本实用新型的范围。

实施例1：一种原状土取样器，参见图1～图3，包括盖帽1、钻身2和盒盖3，其中钻身2形状为中空管，顶部设有外螺纹，底部设有锥形端21，顶部直径大于底部直径，使锥形端21端面直径向下逐渐变小，便于刺破土壤；该钻身2底部锥形端21斜度为10°～12°，锥形端21端壁厚度1～5mm；该锥形端21能够刺入土中，起到与钻头相同的作用，该锥形端21的薄壁能够使取样器2在钻土取样时不破坏土壤的天然结构；该钻身2材料为PVC塑料，能够运用CT扫描技术对存在于取样器2中的原状土土柱进行扫描，进而得到原状土土壤断面层的CT图像，实现对土壤断面层次结构的研究。

在钻身2顶部设有盖帽1，参见图2，盖帽1顶部为圆柱体11，圆柱体11侧面中间部分开有一横向通孔111，取一根直径合适的加力杆，插入横向通孔111中，既能够使土钻装置在钻土时旋转，也能够在拔出钻土装置时提供向上的力；盖帽1底部分开有阶梯孔12，阶梯孔12的上孔121直径大于下孔122直径，上孔121一侧设有排气孔13，排气孔13能够在钻土装置向下钻土时，排除土壤中的空气，防止因土壤中空气的聚集挤压土柱，从而改变土柱的结构，同时也减轻了向下钻土的阻力；盖帽1与钻身2采用螺纹连接，盖帽1下孔122上设有与钻身2上端的外螺纹相配合的内螺纹；钻身2顶部与盖帽1上孔121顶部相接触。

在钻身2底部套有盒盖3，参见图3，盒盖3为圆桶状，一端开有凹槽31，该凹槽31直径大于钻身2底部锥形端21直径；取样器入土时，将盒盖3从钻身2上取下，取样器出土后，将盒盖3套上，防止土壤样本从钻身2锥形端21底部掉落；

本实施例中，钻身2上标有刻度，能够准确了解掌握到取样器所达到的取样深度。

本实施例提供的原状土取样器的具体使用过程为：在采集土壤样品前，对原状土取样器进行组装，在钻身2顶部利用螺纹连接旋转安装上盖帽1，取下套在钻身2底部的盒盖3；将安装完成的取样器钻身2底部锥形端21对准取土点，扶住该取样器，轻轻敲击该取样器顶部盖帽1上端圆柱体11，同时眼睛注视着钻身2上的刻度，当钻身2底部锥形端21达到所需深度时，停止敲击；取一根直径合适的把手杆，插入盖帽1上的横向通孔111中，双手握住把手杆两端，向上拉取样器并缓缓旋转，将取样器慢慢从土壤中拔出来并水平放置，将盒盖3套在取样器底部锥形端21上，移至实验室后放置在CT扫描机上进行扫描。

上面结合附图和实施例对本实用新型作了详细的说明，但是，所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本发明的常见变化范围，在此不再一一详述。