一种免挖土采集原状土柱的环刀装置的制作方法

本实用新型涉及土壤样品采集装置领域，更具体地，涉及一种免挖土采集原状土柱的环刀装置。

背景技术：

环刀是土工试验和科研工作中采集原状土（未扰动）的常用野外工具之一，一般为钢制品，其应用广泛。环刀采集的土柱样品多用来做容重（土体密度）、紧实度、压缩、剪切、渗透、土壤含水量等试验分析，以便为农业生产和建筑地基稳定性评估等提供依据。

传统的环刀主要为钢制空心圆柱状装置，使用前需在其内壁涂抹凡士林作为润滑剂，在利用配套的T字型圆形套盖套在环刀上端口，用铁锤将其完全打入土体中，紧接着，再用土铲等工具挖刨除去环刀外围的土壤，以方便取出带有土柱的环刀，之后，再细心削平环刀上下两端的土柱面，最后将环刀中所取的土柱装入配套的铝盒中保存。在整个采土过程中，通常需要耗费较多的人力和时间来挖除环刀外围的土体，并削平环刀上下两端的土体表面。另外，常常由于土壤的质地不一，在切割土体时容易造成环刀上下两端的土体碎断而不能完全充满环刀，进而造成取样误差或取样失败。更为重要的是，传统的环刀采样因需挖掘周边土体而会对农田或其他采土区的原位土壤结构和地表形态造成较大破坏。

技术实现要素：

本实用新型为克服上述现有技术的不足，提供一种免挖土采集原状土柱的环刀装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种免挖土采集原状土柱的环刀装置，包括环刀主体、用于水平切割环刀主体内土柱的第一钢丝拉线和第二钢丝拉线；

所述环刀主体设有可供第一钢丝拉线和第二钢丝拉线穿过的第一拉线孔道和第二拉线孔道，所述第一拉线孔道和第二拉线孔道分别分布在所述环刀主体的两侧；

所述环刀主体的底部设有便于环刀主体打入土体的切口；所述环刀主体靠近所述切口的内壁上设有用于安放所述第一钢丝拉线和第二钢丝拉线的水平环形凹槽，所述第一拉线孔道和第二拉线孔道均与所述水平环形凹槽连通，并将所述水平环形凹槽分为第一凹槽和第二凹槽；

所述第一钢丝拉线的一端依次穿过所述第一拉线孔道、第一凹槽、第二拉线孔道，所述第一钢丝拉线的另一端设有第一固定部，以将第一钢丝拉线的另一端进行固定；

所述第二钢丝拉线的一端依次穿过所述第二拉线孔道、第二凹槽、第一拉线孔道，所述第二钢丝拉线的另一端设有第二固定部，以将第二钢丝拉线的另一端进行固定。

所述环刀主体一般采用不锈钢材质。在环刀主体的下端内壁设有用于水平掩放钢丝拉线的水平环形凹槽，具体来说，钢丝拉线穿入环刀主体一侧的拉线孔道，之后掩藏在水平环形凹槽，再从环刀主体另一侧的拉线孔道穿出。

使用本实用新型取土柱时，首先将所述环刀主体打入土壤，然后分别或同时拉动第一钢丝拉线和第二钢丝拉线，在拉动的过程中，所述第一钢丝拉线离开所述第一凹槽，所述第二钢丝拉线离开所述第二凹槽，所述第一钢丝拉线和第二钢丝拉线发生相向水平运动，并最终被拉直成直径状态，即完成对土柱底部的切割。此时，两条钢丝拉线刚好将所述水平环形凹槽所在面的土体切割成一个圆柱面，从而将环刀主体内的土体切割成一个圆柱体，之后继续拉动第一钢丝拉线和第二钢丝拉线，将环刀主体从土壤中取出，再取出环刀主体中的土柱即可，实现了在不挖掘环刀主体的外围土体、不破坏土壤结构和地表形态的前提下完成原状取土。

优选地，所述第一拉线孔道和第二拉线孔道的孔径和所述水平环形凹槽的大小与第一钢丝拉线、第二钢丝拉线的粗细相匹配，以保证第一钢丝拉线和第二钢丝拉线能够在其中自由滑动且能够掩存于水平环形凹槽中。

优选地，所述第一拉线孔道和第二拉线孔道从所述水平环形凹槽延伸至所述环刀主体的上部。

优选地，所述第一拉线孔道和第二拉线孔道垂直于所述水平环形凹槽的所在平面。

优选地，所述第一拉线孔道和第二拉线孔道以所述环刀主体的轴心线为对称轴对称分布在所述环刀主体的两侧。

优选地，第一拉线孔道和第二拉线孔道与所述水平环形凹槽的转接处经过圆滑处理，以保证所述钢丝拉线顺利地移动。

优选地，所述第一固定部和第二固定部为铅块。

优选地，所述第一钢丝拉线和第二钢丝拉线均设有刻度记号，以指示第一钢丝拉线和第二钢丝拉线的位置状态。具体来说，设定所述刻度记号位于钢丝拉线的某一位置，当刻度记号与环刀主体上口齐平时，表明第一钢丝拉线和第二钢丝拉线恰好完全拉直成直径状态，以作为完全切割环刀主体底部土柱面的标志。

优选地，所述第一钢丝拉线的一端和第二钢丝拉线的一端均配套外接的防滑手柄，以便于拉动第一钢丝拉线和第二钢丝拉线，完成切土操作。

优选地，所述环刀主体可拆分为两个部分，所述两个部分通过卡扣实现可拆卸连接。将所述环刀主体设置成可拆分的两个部分，可进一步解决现有技术中取出环刀后，土柱难以从环刀中取出、分离等问题。

为了克服所取土壤粘性较强、含水较多时无法轻易完整地拔出环刀装置及其中土柱的问题，优选地，所述环刀主体的上部设有两个孔，所述两个孔分别对称分布在所述环刀主体的两边；所述环刀装置还包括操纵杆，所述操纵杆设有可与所述两个孔相固定的钩部。具体操作为：将所述环刀主体打入土体后，拉动钢丝拉线切割环刀主体底部的土柱，且拉紧或固定两条钢丝拉线，然后将所述操纵杆的钩部分别固定在所述两个孔内，旋转所述操纵杆使得环刀主体及钢丝拉线旋转若干次，进而使环刀主体中的土柱与环刀主体底部外的自然土体彻底断开，然后将操纵杆和环刀主体一同拔出土壤，完成无损取土过程。

当田块土壤的质地较硬时，为了防止在没完全切断土柱的情况下，在向上拉动两条钢丝拉线时，所述环刀装置被带出土体，故需要对环刀装置进行固定。优选地，所述环刀主体的上端可水平放置一长方形木条或铁片，向上拉动所述第一钢丝拉线和第二钢丝拉线时，将脚踩在木条或铁片上，以固定环刀装置，实现充分切割环刀底部土柱。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型所述免挖土采集原状土柱的环刀装置，通过设置所述第一钢丝拉线和第二钢丝拉线，利用所述第一钢丝拉线和第二钢丝拉线发生相向水平运动，对环刀主体内的土体进行切割，从而实现在不挖环刀的外围土体、不破坏土壤结构和地表形态的前提下，完成原状土柱的采集。相对于传统及现有的环刀而言，本实用新型具有免挖土、原位切土且有效保护土壤结构、操作简单、节省人力的特点。

附图说明

图1为实施例1所述环刀装置的结构示意图。

图2为实施例1所述环刀装置的剖面图。

图3为实施例2所述环刀装置的其中一部分的俯视图。

图4为实施例2所述环刀装置的结构示意图。

图5为实施例3所述环刀装置的结构示意图。

图6为实施例1~3所述环刀装置的剖面示意图。

图7为实施例1~3所述环刀装置中的第一钢丝拉线的结构示意图。

图8为实施例3所述环刀装置中的操纵杆的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际物品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

实施例1

如图1~2所示，一种免挖土采集原状土柱的环刀装置，包括环刀主体100、用于水平切割环刀主体100内土柱的第一钢丝拉线200和第二钢丝拉线300。环刀主体100一般采用不锈钢材质。

环刀主体100设有可供第一钢丝拉线200和第二钢丝拉线300穿过的第一拉线孔道400和第二拉线孔道500，第一拉线孔道400和第二拉线孔道500以环刀主体100的轴心线为对称轴对称分布在环刀主体100的两侧。

环刀主体100的底部设有便于环刀主体100打入土体的切口110，环刀主体100靠近切口110的内壁上设有用于掩放第一钢丝拉线200和第二钢丝拉线300的水平环形凹槽600，第一拉线孔道400和第二拉线孔道500分别与水平环形凹槽600连通，并将水平环形凹槽600分为第一凹槽和第二凹槽。第一拉线孔道400和第二拉线孔道500从水平环形凹槽延伸至环刀主体100的上部，第一拉线孔道400和第二拉线孔道500垂直于水平环形凹槽的所在平面。

第一钢丝拉线200的一端依次穿过第一拉线孔道400、第一凹槽、第二拉线孔道500，此时这端为拉线端，可以配套外接的防滑手柄，以便于拉动第一钢丝拉线200，第一钢丝拉线200的另一端设有第一固定部210，以将第一钢丝拉线200的另一端进行固定。第二钢丝拉线300的一端依次穿过第二拉线孔道500、第二凹槽、第一拉线孔道400，此时这端为拉线端，可以配套外接的防滑手柄，以便于拉动第二钢丝拉线300，第二钢丝拉线300的另一端设有第二固定部310，以将第二钢丝拉线300的另一端进行固定。第一固定部210和第二固定部310为铅块。

第一拉线孔道400和第二拉线孔道500的孔径和水平环形凹槽600的大小与第一钢丝拉线、第二钢丝拉线300的粗细相匹配，以保证第一钢丝拉线200和第二钢丝拉线300能够在其中自由滑动且能够掩存于水平环形凹槽600中。第一拉线孔道400和第二拉线孔道500与水平环形凹槽600的转接处经过圆滑处理，以保证所述钢丝拉线顺利地移动。

第一钢丝拉线200和第二钢丝拉线300均设有刻度记号，以指示第一钢丝拉线200和第二钢丝拉线300的位置状态。

使用时，首先将传统环刀的T字型圆形套盖套在环刀主体100的上口，可选择涂适量凡士林，再使用铁锤将环刀主体100打入土壤中，然后分别或同时拉动第一钢丝拉线200和第二钢丝拉线300，在拉动的过程中，第一钢丝拉线200离开第一凹槽，第二钢丝拉线300离开所述第二凹槽，第一钢丝拉线200和第二钢丝拉线300发生相向水平运动，根据钢丝拉线上的刻度记号判断两条钢丝拉线水平移动已重合成直径状态，此时，两条钢丝拉线刚好将水平环形凹槽600所在面的土体切割成一个圆柱面，从而将环刀主体100内的土体切割成一个圆柱体，之后继续拉动第一钢丝拉线200和第二钢丝拉线300将环刀主体从土壤中取出，再取出环刀主体100中的土柱即可，实现了在不挖掘环刀主体100的外围土体、不破坏土壤结构和地表形态的前提下完成原状取土。

实施例2

本实施例为本实用新型的第二个实施例，如图3~4所示，与实施例1不同的是，环刀主体100可拆分为两个部分，即由两个半圆柱形的部分组成，该两个部分通过卡扣120实现可拆卸连接。其它部件及连接关系与实施例1相同。

在使用本实施例的环刀装置时，同样地，首先将传统环刀的T字型圆形套盖套在环刀主体100的上口，再使用铁锤将环刀主体100打入土壤中，然后拉动第一钢丝拉线200和第二钢丝拉线300，完成环刀主体100内的土体切割，之后取出环刀主体100，将环刀主体100进行拆分，即可容易取得土柱，解决了现有技术中环刀取出后，土柱难以从环刀中取出和分离等问题。

实施例3

本实施例为本实用新型的第三个实施例，如图5~8所示，与实施例1或2不同的是，为了克服所取的土壤粘性较强、含水较多时无法轻易完整地拔出环刀装置及其中土柱的问题，在本实施例中，环刀主体100的上部设有两个孔130，该两个孔130分别对称分布在环刀主体100的两边。另外，环刀装置还包括操纵杆700，操纵杆700设有可与该两个孔相固定的钩部710。其它部件及连接关系与实施例1或2相同。

具体操作为：使用时，将环刀主体100打入土体后，拉动钢丝拉线切割环刀主体100底部的土柱，且拉紧或固定两条钢丝拉线，然后将操纵杆700的钩部分别固定在两个孔130内，旋转操纵杆700使得环刀主体100及钢丝拉线旋转若干次，进而使环刀主体100中的土柱与环刀主体100底部外的自然土体彻底断开，然后将操纵杆和环刀主体100一同拔出土壤，完成无损取土过程。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之。