專利名稱：一種土壤吸力傳感器的埋設裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及土壤吸力值測試領域，具體涉及一種土壤吸力傳感器的埋設裝置。
背景技術：
野外吸力值量測主要以基質吸力為主，基質吸力為土中水自由能的毛細部分，主要反映土體負孔隙水壓力。用于野外測定基質吸力較為成熟方法通常使用土壤吸力傳感器，例如張力計和熱傳導傳感器，主要用于非飽和土吸力值測試，傳感器以多孔材料(例如多孔陶瓷頭)作為介質，埋設時要求多孔陶瓷頭嵌入土體內，與土體自然接觸。張力計屬于直接測量，其結構為高進氣值多孔陶瓷頭與負孔隙水壓力量表作為量測系統，二者用塑料管連接；熱傳導傳感器屬于間接測量，其工作原理是利用標準多孔材料制作傳感器量測土的基質吸力，將多孔材料傳感器放在土中，使其同土中基質吸力達到平衡，多孔材料中的基質吸力可以從多孔材料的含水量推知，而含水量可以通過量測其導電或導熱特性來加以確定。張力計、熱傳導傳感器陶瓷頭尺寸長38mm 60mm，直徑22mm 28mm0張力計、熱傳導傳感器埋設技術難點要求陶瓷頭嵌入土體內，與土體自然接觸，對于淺層部位埋設，通常方法先開挖揭露表層覆蓋層，再用其它小型工具在埋設土體雕鑿與陶瓷頭外徑尺寸相同小孔，這樣既費工費時，形成的小孔與陶瓷頭難以準確匹配。對于深層部位或特殊部位埋設，除了上述問題外，最關鍵問題是如何在該部位形成符合要求小孔，用開挖坑槽方法存在工作量、作業面大，易對原土體結構擾動等問題。
發明內容
本發明提供一種土壤吸力傳感器的埋設裝置，可在測試的土壤中鉆設形成符合要求的小孔，與土壤吸力傳感器的陶瓷頭準確匹配，而且省時省力，方便使用。本發明提供一種土壤吸力傳感器的埋設裝置，包括鉆桿、定位器及成孔器，所述定位器連接在所述鉆桿底部，所述成孔器連接在所述定位器底部，所述成孔器的底部設有攪土鉆頭，所述攪土鉆頭用于鉆設形成與陶瓷頭匹配的小孔。本發明實施例通過在鉆桿底部設置定位器，在定位器底部設置成孔器，所述定位器可保證成孔器形成的小孔居中、順直，所述成孔器可形成土壤吸力傳感器的陶瓷頭準確匹配的小孔，而且整個埋設裝置結構簡單，使用方便；在埋設傳感器的過程中也不需要專門的工具，工作量大幅減少。
圖1是本發明實施例一土壤吸力傳感器的陶瓷頭成孔裝置的結構示意圖，包括鉆桿、定位器及成孔器；圖2是圖1中定位器的剖面示意圖；圖3是圖1中成孔器的剖面示意圖4是本發明實施例二土壤吸力傳感器(熱傳導傳感器)的埋設裝置的結構示意圖。圖5是圖4中壓件的剖面示意圖。
具體實施例方式下面結合本發明中的附圖，對本發明中的技術方案進行清楚、完整地描述。圖1所示為是本發明實施例一土壤吸力傳感器的陶瓷頭成孔裝置的結構示意圖， 包括鉆桿1、定位器2及成孔器3，所述鉆桿1為標準件手搖鉆鉆桿，鉆桿長度可根據預埋傳感器的深度調整，所述定位器2連接在所述鉆桿1底部，具體連接方式可通過螺紋連接，即通過將所述定位器2 (如圖2所示)頂部的外螺紋21與所述鉆桿1底部的內螺紋配合旋緊， 使定位器2固定在所述鉆桿1底部。所述定位器2可以保證成孔器3形成的小孔居中、順直，使埋設裝置鉆設形成符合要求的小孔。所述成孔器3連接在所述定位器2底部，注意成孔器為圓錐管形，兩側為開口狀， 便于攪土碎屑溢出，請參考圖2及圖3，定位器2底部設有內螺紋22，所述成孔器3的頂部設有與所述定位器底部內螺紋22配合的外螺紋31，通過將成孔器3的頂部的外螺紋31與所述定位器2底部的內螺紋22配合旋緊即可將所述成孔器3固定在所述定位器2底部。所述成孔器3的底部設有攪土鉆頭4，所述攪土鉆頭4的外尺寸可略小于傳感器的多孔陶瓷頭的外尺寸，應該說明的是，所述攪土鉆頭4的大小可根據實際測試陶瓷頭大小加工修改，使得攪土鉆頭4鉆設形成的小孔7與土壤吸力傳感器的陶瓷頭準確匹配。圖1所示為土壤吸力傳感器的陶瓷頭成孔裝置的結構示意圖，適用于土壤吸力傳感器(張力計、熱傳導傳感器)陶瓷頭成孔，對于張力計土壤吸力傳感器埋設，不需要借助于其它工具，直接通過張力計塑料管，將陶瓷頭插入成孔器3形成的小孔7中。張力計埋設方法如下(1)先使用專用工具在張力計預埋位置鉆孔，要求孔徑60mm，孔斜率小于1. 5% ；(2)根據孔深，調整鉆桿1的長度，將定位器2安裝在鉆桿1底部、成孔器3安裝在定位器2下部。為便于鉆桿1上部的橫桿操作，鉆桿1長度可高出地面0. 5m ；(3)將裝配定位器2、成孔器3的鉆桿1緩慢放入孔底，鉆設的小孔7的深度根據陶瓷頭長度定，并一次成孔。成孔后緩慢提出鉆桿1，并清理成孔器圓錐管形內攪土產生的碎土。上述過程中應保持鉆桿1豎直，不能搖晃。(4)為便于張力計的陶瓷頭與孔壁完全接觸，可將張力計的陶瓷頭涂上薄層泥漿， 泥漿由鉆孔料調制，插入張力計時，應確保張力計垂直，張力計的陶瓷頭位于小孔7孔底的中部位置。(5)回填鉆孔土樣，分層擊實，注意儀器保護，孔口以下20cm左右用膨潤土或水泥砂漿密封。對于熱傳導土壤吸力傳感器埋設，由于熱傳導傳感器由熱傳導探頭6和信號線8 組成(如圖4所示)，所以需要通過壓件5將熱傳導探頭6壓入鉆設的小孔7中，信號線8 需要通過壓件5上的引線槽9和定位器2的引線槽10引出地面。熱傳導傳感器的埋設裝置的結構示意圖如圖4所示。圖4結構與圖1類似，區別在于還包括壓件5，請參考圖5，所述壓件5的底部開與熱傳導傳感器外徑相匹配的內孔，外壁上開設有引線槽9，所述定位器2上也開設有與所述引線槽9對應的引線槽10。所述壓件5內空有兩個不同內徑，上部14直徑小于熱傳導傳感器外徑，便于壓入熱傳導傳感器，下部15直徑略大于熱傳導傳感器外徑，保證熱傳導傳感器居中、垂直。在成孔器3鉆設形成與陶瓷頭匹配的小孔7后，將所述成孔器3從所述定位器2 上卸下，換上所述壓件5，即將所述壓件5固定連接在所述定位器2的底部，具體連接方式可為螺紋連接，例如，所述定位器2底部設有內螺紋22，所述壓件5的頂部設有外螺紋13，通過將壓件5的頂部的外螺紋13與所述定位器2底部的內螺紋22配合旋緊可將所述壓件5 固定在所述定位器2底部。所述定位器2的引線槽10與所述壓件5外壁上的引線槽9對接。當使用圖4所示埋設裝置埋設熱傳導傳感器時，埋設方法如下(1)先使用專用工具在張力計預埋位置鉆孔，要求孔徑60mm，孔斜率小于1. 5% ；(2)根據孔深，調整鉆桿1長度，將定位器2安裝在鉆桿底部、成孔器3安裝在定位器2下部。為便于鉆桿1上部橫桿操作，鉆桿1長度應高出地面0. 5m ；(3)將裝配定位器2、成孔器3的鉆桿1緩慢放入孔底，鉆孔深度不小于50mm，一次成孔。成孔后緩慢提出鉆桿1。上述過程中應保持鉆桿1豎直，不能搖晃。(4)將定位器2底部換上壓件5，套入熱傳導傳感器，信號線8從壓件5上的引線槽9和定位器2的引線槽10沿鉆桿1引出至孔外，保證信號線8順直不得纏繞。將裝配壓件5、熱傳導傳感器的鉆桿1順孔緩慢放入孔底，緩慢壓入傳感器至成孔器3形成的小孔7 孔底。(5)把信號線8按壓件5的引線槽9方向貼住孔壁，緩緩提出鉆桿1，此過程鉆桿不能轉動。(6)然后回填鉆孔土樣，分層擊實，注意信號線保護，孔口以下20cm左右用膨潤土或水泥砂漿密封。本發明實施例通過在鉆桿底部設置定位器，在定位器底部設置成孔器，所述定位器可保證成孔器形成的小孔居中、順直，所述成孔器可形成土壤吸力傳感器的陶瓷頭準確匹配的小孔，而且整個成孔裝置結構簡單，使用方便，不需要專門的工具，工作量大幅減少。以上所述，僅為本發明的具體實施方式
，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何屬于本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。
權利要求
1.一種土壤吸力傳感器的埋設裝置，其特征在于包括鉆桿(1)、定位器( 及成孔器 (3)，所述定位器( 連接在所述鉆桿(1)底部，所述成孔器C3)連接在所述定位器(2)底部，所述成孔器(3)的底部設有攪土鉆頭G)，所述攪土鉆頭(4)用于鉆設形成與陶瓷頭匹配的小孔(7)。
2.如權利要求1所述的埋設裝置，其特征在于所述土壤吸力傳感器為張力計。
3.如權利要求1所述的埋設裝置，其特征在于還包括壓件(5)，所述壓件(5)的底部設有安裝土壤吸力傳感器的探頭(6)的內孔，外壁上開設有引線槽(9)，所述定位器(2)上開設有引線槽(10)，所述壓件( 可固定連接在所述定位器( 的底部，所述定位器(2)的引線槽(10)與所述壓件(5)外壁上的引線槽(9)對接，土壤吸力傳感器的信號線⑶從壓件(5)上的引線槽(9)和定位器(2)的引線槽(10)沿鉆桿(1)引出。
4.如權利要求3所述的埋設裝置，其特征在于所述土壤吸力傳感器為熱傳導傳感器。
5.如權利要求1所述的埋設裝置，其特征在于所述定位器(2)底部設有內螺紋02)， 所述成孔器C3)的頂部設有外螺紋(31)，通過將成孔器C3)的頂部的外螺紋(31)與所述定位器( 底部的內螺紋0 配合旋緊可將所述成孔器(3)固定在所述定位器( 底部。
6.如權利要求3所述的埋設裝置，其特征在于所述定位器(2)底部設有內螺紋(22)， 所述壓件(5)的頂部設有外螺紋(13)，通過將壓件(5)的頂部的外螺紋(13)與所述定位器 (2)底部的內螺紋0 配合旋緊可將所述壓件(5)固定在所述定位器( 底部。
7.如權利要求1所述的埋設裝置，其特征在于所述定位器(2)通過螺紋連接固定在所述鉆桿(1)底部。
全文摘要
本發明提供一種土壤吸力傳感器的埋設裝置，包括鉆桿、定位器及成孔器，所述定位器連接在所述鉆桿底部，所述成孔器連接在所述定位器底部，所述成孔器的底部設有攪土鉆頭，所述攪土鉆頭用于鉆設形成與陶瓷頭匹配的小孔。本發明實施例通過在鉆桿底部設置定位器，在定位器底部設置成孔器，所述定位器可保證成孔器形成的小孔居中、順直，所述成孔器可形成與土壤吸力傳感器的陶瓷頭準確匹配的小孔，而且整個埋設裝置結構簡單，使用方便；在埋設傳感器的過程中也不需要專門的工具，工作量大幅減少。
文檔編號E02D1/02GK102235000SQ20101016428
公開日2011年11月9日 申請日期2010年4月30日 優先權日2010年4月30日
發明者劉軍, 劉鳴, 宋建平, 程永輝, 胡波, 譚峰屹, 鄒榮華, 龔壁衛 申請人:長江水利委員會長江科學院