一种用于土壤土石比测定的方法及装置
阅读说明：本技术 一种用于土壤土石比测定的方法及装置 (Method and device for measuring soil-stone ratio ) 是由 周永信 和利钊 张海欧 董小龙 赵振 杨国航 陈飞 刘亚东 顾静 牛婧 李琼 于 2021-09-03 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于土壤土石比测定的方法及装置,所述装置包括土壤分级筛分装置、砾石测量装置,所述土壤分级筛分装置包括分级筛分箱体,所述分级筛分箱体内部中间设置有土石分级筛,该土石分级筛将分级筛分箱体分为两部分,所述土石分级筛的上方为土石分级箱,该土石分级筛的下方为土壤存放箱,所述土壤存放箱的一侧与砾石测量装置活动连接,所述土石分级筛靠近砾石测量装置的一端向下倾斜设置。本发明现场采集未扰动的土壤样品,可在野外直接进行土壤土石比的测定,操作方便、快捷,测定结果准确,接近真实值,本发明在密封装置中进行,可防止扬尘产生,减少对环境造成二次污染,适宜推广应用。(The invention discloses a method and a device for measuring soil-stone ratio, wherein the device comprises a soil grading and screening device and a gravel measuring device, the soil grading and screening device comprises a grading and screening box body, a soil-stone grading sieve is arranged in the middle inside the grading and screening box body, the grading and screening box body is divided into two parts by the soil-stone grading sieve, a soil-stone grading box is arranged above the soil-stone grading sieve, a soil storage box is arranged below the soil-stone grading sieve, one side of the soil storage box is movably connected with the gravel measuring device, and one end of the soil-stone grading sieve, which is close to the gravel measuring device, is obliquely arranged downwards. The invention collects undisturbed soil samples on site, can directly measure soil-rock ratio in the field, has convenient and quick operation and accurate measurement result which is close to the true value.)
技术领域
本发明涉及一种土壤土石比测定技术，尤其是一种用于土壤土石比测定的方法及装置，属于土壤修复技术领域。
背景技术
土石比是指土和石子的比例，通常为重量比或体积比，是土壤调查及修复过程中的一个重要参数，较准确的土石比对施工工艺选择及工程造价估算均具有十分重要的意义。
目前，土壤调查及修复过程中对土石比的测定主要为从野外采回大量的土壤样品带回实验室进行重量比的测量，或测定总体积后进行筛分，然后用间接方法测定砾石的体积，最后通过对应的公式计算出土壤的土石比。这样的方法费时、费力、不能在野外进行，且对原状土进行了扰动，测量结果误差较大，为此，急需一种方便快捷、在野外可以直接、准确测量待测土壤土石比的方法和装置。
发明内容
现有土壤土石比测定不能在野外直接进行，均需送入实验室进行，且实验室测定过程中对原状土进行了扰动、测定结果误差较大，针对上述问题，本发明提供了一种用于土壤土石比测定的方法及装置，具体技术方案如下：
一种用于土壤土石比测定的装置，所述装置包括土壤分级筛分装置、砾石测量装置，所述土壤分级筛分装置包括分级筛分箱体，所述分级筛分箱体内部中间设置有土石分级筛，该土石分级筛将分级筛分箱体分为两部分，所述土石分级筛的上方为土石分级箱，该土石分级筛的下方为土壤存放箱，所述土壤存放箱的一侧与砾石测量装置活动连接，所述土石分级筛靠近砾石测量装置的一端向下倾斜设置。
进一步地，所述土石分级箱顶部设置有密封盖，该土石分级箱底部一侧设置砾石出料结构，所述密封盖和砾石出料结构的顶部均设置有手柄。
进一步地，所述土石分级筛底部设置有震动马达。
进一步地，所述土石分级筛上设置有筛网，该筛网为可拆卸筛网。
进一步地，所述土壤存放箱一侧的外壁上设置有卡槽，所述卡槽有多个。
进一步地，所述砾石测量装置为量杯，所述量杯的一侧设置有与卡槽相匹配的卡扣，该量杯的内侧壁上还设置有刻度线。
进一步地，所述量杯为橡胶材质。
进一步地，所述分级筛分箱体为透明材质。
进一步地，所述砾石出料结构为出料阀，所述出料阀与土石分级箱可拆卸固定连接。
本发明还提供了一种利用上述装置测定土壤土石比的方法，包括下述步骤：
步骤一：采集未扰动的土壤样品，利用注水法或注沙法测量土壤样品的总体积；
步骤二：打开土石分级箱的密封盖，将采集的土壤样品倒入土石分级箱；
步骤三：打开震动马达的开关，使土石分级筛震动，进行土壤样品的筛分，使满足粒径要求的土壤筛分进入土壤存放箱，不满足粒径要求的砾石留在土石分级筛上部；
步骤四：取出砾石量杯，使其通过卡扣和卡槽与土壤存放箱相接，向砾石量杯中注入一定体积的清水，记录清水体积；
步骤五：打开土石分级箱一侧的出料阀使不满足粒径要求的砾石进入量杯，记录清水液面升高之后对应刻度线的体积，清水液面升高的体积即为砾石体积；
步骤六：土壤样品的土石比即为(土壤样品总体积-砾石体积)/砾石体积。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明不受场地的限制，可在野外直接进行土壤土石比的测定，方便、快捷，节约时间成本，测定结果比送入实验室测定更准确，更接近真实值；
2、本发明的分级分筛箱体整体采用透明材质，在使用过程中，可实时观察到箱体内部的工作情况，便于操作人员及时了解测定动态；
3、本发明将土石分级筛倾斜设置，使得砾石在重力作用下快速出料，避免了砾石在筛网堆积的情况，同时在土石分级筛底部安装震动马达，进一步加快了筛分工作，最大限度的避免了堆积情况，同时筛网设置为可拆卸结构，面对不同的土壤样品时可更换不同粒径的筛网；
4、本发明所述土石分级筛上方的土石分级箱顶部设置有密封盖，使得在振动筛分的过程中，避免了扬尘的产生，减少了对环境造成的二次污染；
5、本发明所述量杯设置为橡胶材质，可以折叠，能够节省空间，且量杯与土壤存放箱通过卡扣和卡槽可拆卸连接，携带方便，可实时测定土壤土石比。
附图说明
图1为本发明一种用于土壤土石比测定的方法及装置的示意图。
1-土石分级箱、2-土石分级筛、3-土壤存放箱、4-量杯、5-卡扣、6-卡槽、7-密封盖、8-1-第一手柄、8-2-第二手柄、9-刻度线、10-1-第一震动马达、10-2-第二震动马达、11-筛网、12-土壤样品、13-满足粒径要求的土壤、14-砾石、15-清水、16-出料阀。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好的理解本发明的目的、技术方案及优点，以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。所述一种用于土壤土石比测定的方法及装置的工程实例在附图1中示出，其中相同标号表示相同构件。此处所描述的工程实例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1所示，本发明公开了一种用于土壤土石比测定的装置，该装置包括土壤分级筛分装置、砾石测量装置，土壤分级筛分装置包括分级筛分箱体，分级筛分箱体内部中间设置有土石分级筛2，该土石分级筛2将分级筛分箱体分为两部分，土石分级筛2的上方为土石分级箱1，该土石分级筛2的下方为土壤存放箱3，土壤存放箱3的一侧与砾石测量装置活动连接。
土石分级箱1顶部设置有密封盖7，该土石分级箱1底部一侧设置砾石出料结构，密封盖7和砾石出料结构的顶部均设置有手柄。
在本实施例中，密封盖7顶部设置第一手柄8-1，砾石出料结构的顶部设置第二手柄8-2，手柄的设置，在测定过程中便于操作。
土石分级筛3靠近砾石测量装置的一端向下倾斜设置，在本实施例中，倾斜角度为30°，该土石分级筛3底部设置有震动马达。
在本实施例中，分级筛分箱体有两层，土石分级筛的两侧分别卡接固定在分级筛分箱体的侧壁内部，土石分级筛上设置有筛网，该筛网为可拆卸式的，在使用过程中，可更换不同粒径的筛网11，满足不同粒径土壤的筛分，土石分级筛底部两侧分别设置有第一震动马达10-1和第二震动马达10-2，打开马达控制开关，可自动进行土壤和砾石的筛分。
土壤存放箱3一侧的外壁上设置有卡槽6，卡槽6有多个，在本实施例中，卡槽设置个数为3个。
砾石测量装置为量杯4，量杯4为橡胶材质，在不使用时可折叠携带，该量杯4的一侧设置有与卡槽6相匹配的卡扣5，该量杯的内侧壁上还设置有刻度线9，土壤存放箱3与量杯4通过卡槽6和卡扣5可拆卸固定连接。
分级筛分箱体为透明材质，在使用过程中，可实时观察到箱体内部的工作情况，便于操作人员及时了解测定动态，该透明材质为市面上任一具有高强度的透明材料，如PMMA、PC制品等。
砾石出料结构为出料阀16，出料阀16与土石分级箱1可拆卸固定连接，出料阀16为市面上可获得的阀门或者挡板，满足在关闭时可防止砾石漏出，打开时不阻碍砾石出料即可。
实施例2
本发明还提供了一种利用上述装置测定土壤土石比的方法，包括下述步骤：
步骤一：采集未扰动的土壤样品，利用注水法或注沙法测量土壤样品的总体积；
步骤二：打开土石分级箱的密封盖，将采集的土壤样品倒入土石分级箱；
步骤三：打开震动马达的开关，使土石分级筛震动，进行土壤样品的筛分，使满足粒径要求的土壤筛分进入土壤存放箱，不满足粒径要求的砾石留在土石分级筛上部；
步骤四：取出砾石量杯，使其通过卡扣和卡槽与土壤存放箱相接，向砾石量杯中注入一定体积的清水，记录清水体积；
步骤五：打开土石分级箱一侧的出料阀使不满足粒径要求的砾石进入量杯，记录清水液面升高之后对应刻度线的体积，清水液面升高的体积即为砾石体积；
步骤六：土壤样品的土石比即为(土壤样品总体积-砾石体积)/砾石体积。
本发明实例在某一土壤重金属污染场地进行，测定方法如下步骤：
步骤一：在野外采集未扰动的土壤样品12，现场利用注水法或注沙法测量土壤样品的总体积为：长×宽×高＝1m×1m×1m＝1.0m3；
步骤二：打开土石分级箱1的密封盖8-1，将采集的土壤样品12倒入土石分级箱1；
步骤三：打开第一震动马达10-1和第二震动马达10-2的开关，使土石分级筛2震动，进行土壤样品的筛分，使满足粒径要求的土壤13筛分进入土壤存放箱3，不满足粒径要求的砾石14留在土石分级筛2上部；
步骤四：取出量杯4，使其通过卡扣5和卡槽6与土壤存放箱2相接，然后向量杯4中注入一定体积的清水15，记录清水体积200L；
步骤五：打开土石分级箱1一侧的出料阀16使不满足粒径要求的砾石14进入量杯4，记录清水液面升高之后对应刻度线的体积400L，清水液面升高的体积((400-200)L＝200L)，即为不满足粒径要求的砾石体积200L；
步骤六：土壤样品的土石比即为(土壤样品总体积-砾石体积)/砾石体积＝(1000-200)L/200L＝4:1。
综上所述，本发明提供的一种用于土壤土石比测定的方法及装置，可在野外直接进行土壤土石比的测定，方便、快捷，节约时间成本；本发明现场采集未扰动的土壤样品，进行现场测定，测定结果比送入实验室测定更准确，更接近真实值；本发明土壤样品在密封装置中进行分级筛分，可防止扬尘的产生，减少了对环境造成的二次污染；总体来说，本发明具有操作简便快捷、测定结果准确、环境友好等优点，适宜推广应用。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此，本技术领域的技术人员在本发明精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
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