本发明属于污染土壤再生，具体来说，涉及一种污染场地土壤再生利用高保真采集方法。
背景技术：
1、场地污染对人体健康和周边环境造成潜在危害，因此场地污染治理、污染土壤再生利用对于保护环境、保障人类健康和生态系统平衡至关重要。场地土壤高保真取样是场地土壤污染分布刻画及高效再生利用的前提。声波振动钻进技术利用钻探设备自身重力和液压驱动力将钻探工具贯入地下土壤并进行土壤样品采集。然而，由于国内外尚未制定关于声波振动式土壤采样技术的统一标准，不同操作人员的操作水平参差不齐，会显著影响取样质量。对于软弱易变形的土壤，采样过程中很容易因为取样钻机贯入和旋转速度以及取样钻机敲击频率等取样参数的不规范，造成采集样品呈现出较大的不均匀压缩，从而导致土壤样品污染物分布刻画失真，不能真实地反应污染情况，严重限制污染土壤再生利用技术水平发展。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是：提供一种污染场地土壤再生利用高保真采集方法，可降低采集土壤样品的压缩率，提高保真程度，为土壤再生利用提供可靠依据。
2、为解决上述技术问题，本发明实施例采用如下技术方案：
3、本发明实施例提供一种污染场地土壤再生利用高保真采集方法，包括以下步骤：
4、步骤10，在采样点附近布设至少两个承载力测试点，测量获得承载力测试点的预设深度内的地基承载力；
5、步骤20，将预设深度均分为n个层段，根据承载力测试点的预设深度内的地基承载力，求取承载力测试点的每一层段的地基承载力的平均值；根据承载力测试点的每一层段的地基承载力的平均值，求得采样点的预设深度内每一层段的地基承载力的平均值；n表示大于等于2的整数；
6、步骤30，根据采样点的预设深度内每一层段的地基承载力的平均值，获得采样点的预设深度内每一层段的取样参数；
7、步骤40，根据采样点的预设深度内每一层段的取样参数，在采样点进行土壤钻取采样，得到土壤样品。
8、作为本发明实施例的进一步改进，采用声波振动钻机进行土壤钻取采样；所述取样参数包括钻机贯入速度、钻机旋转速度和钻机振动频率。
9、作为本发明实施例的进一步改进，所述步骤30具体包括：
10、根据采样点的预设深度内每一层段的地基承载力的平均值，利用式（1）计算采样点的预设深度内每一层段的钻机贯入速度：
11、式（1）
12、式中，表示采样点的第i层段的钻机贯入速度，单位为m/min；表示钻机最大贯入速度，单位为m/min；表示采样点的第i层段的地基承载力的平均值，单位为mpa；表示钻机最大功率条件下，钻机无法以最大贯入速度对应的地基承载力，单位为mpa；表示贯入速度增益系数，单位为m·min-1·mpa-1；表示贯入速度偏置系数，单位为m/min；
13、利用式（2）计算采样点的预设深度内每一层段的钻机旋转速度：
14、 式（2）
15、式中，表示采样点的第i层段的钻机旋转速度，单位为rad/min；表示钻机最大旋转速度，单位为rad/min；表示钻机最大功率条件下，钻机无法以最大旋转速度对应的地基承载力，单位为mpa；表示旋转速度增益系数，单位为rad·min-1·mpa-1；表示旋转速度偏置系数，单位为rad/min；
16、利用式（3）计算采样点的预设深度内每一层段的钻机振动频率：
17、 式（3）
18、式中，表示采样点的第i层段的钻机振动频率，单位为hz；表示钻机最大振动频率，单位为hz；表示钻机不开启振动功能条件下，钻机能够贯入对应的地基承载力，单位为mpa；表示钻机最大振动频率条件下，钻机能够贯入对应的地基承载力，单位为mpa；表示振动增益系数，单位为hz·mpa-1；表示振动偏置系数，单位为hz。
19、作为本发明实施例的进一步改进，所述步骤20与步骤30之间还包括：
20、步骤21，布设校正点，得到校正点的预设深度内的地基承载力；在校正点进行土壤钻取试验，得到校正点的真实取样参数；
21、根据校正点的预设深度内的地基承载力和真实取样参数，利用线性回归方法得到式（1）、式（2）和式（3）中的、、、、和。
22、作为本发明实施例的进一步改进，所述步骤21具体包括：
23、步骤211，选取校正区域，在校正区域内布设多个静力触探点；测量获得所有静力触探点的预设深度内的地基承载力，将所有静力触探点的同一高度的地基承载力相加求平均，得到校正区域的预设深度内的地基承载力；
24、步骤212，在校正区域内布设多个校正点，校正点的预设深度内的地基承载力等于校正区域的预设深度内的地基承载力；
25、步骤213，在校正点的预设深度内进行土壤钻取试验，得到校正点的预设深度内的真实取样参数；
26、步骤214，根据校正点的预设深度内的地基承载力和校正点的预设深度内的真实取样参数，利用线性回归方法得到式（1）、式（2）和式（3）中的、、、、和。
27、作为本发明实施例的进一步改进，所述静力触探点的数量为2～6个，且围成等边形；所述校正点位于静力触探点围成的等边形中。
28、作为本发明实施例的进一步改进，所述校正点有3个，且围成等边三角形；校正点围成的等边三角形的重心与静力触探点围成的等边形的重心重合。
29、作为本发明实施例的进一步改进，所述步骤20中，每一层段的深度为1～2m。
30、作为本发明实施例的进一步改进，所述步骤20中，根据承载力测试点的每一层段的地基承载力的平均值，采用内插法或者外沿法，求得采样点的预设深度内每一层段的地基承载力的平均值。
31、作为本发明实施例的进一步改进，所述地基承载力为锥尖阻力、侧壁阻力或总贯入阻力。
32、与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：
33、（1）本发明提供的一种污染场地土壤再生利用高保真采集方法，先测量得到承载力测试点的地基承载力，然后根据承载力测试点的每一层段的地基承载力的平均值，求得采样点的预设深度内每一层段的地基承载力的平均值，再计算得到采样点的不同深度层段的取样参数，最后将对采样点不同深度层段的土壤分别利用不同的取样参数进行钻探取样，可以显著降低土壤样品的压缩率，从而提升样品保真程度，为土壤再生利用提供可靠依据。
34、钻机取样过程中，钻机与周围土壤的挤压、切割作用会导致采集得到的土壤样品产生压缩变形，而且地基承载力水平与样品形变量直接相关。通常，天然土层复杂的沉积过程造成了不同深度处土壤的地基承载力存在显著差异。此外，高浓度污染物的存在，进一步加剧地基承载力的空间变异性。本发明方法分层段采用与本层段土层承载力水平相适应的取样参数进行取样，能够有效降低取样钻机与土壤的挤压与切割作用，减少取样过程中钻机对采集样品的能量输入，从而减少因土壤异质性引起的土壤样品压缩变形。
35、（2）本发明方法采用声波振动钻机进行土壤钻取采样，相应的取样参数包括钻机贯入速度、钻机旋转速度和钻机振动频率，本发明方法建立了地基承载力分别与钻机贯入速度、钻机旋转速度和钻机振动频率的量化关系，从而根据不同深度层段的地基承载力，可以求得相应深度层段的钻机贯入速度、钻机旋转速度和钻机振动频率；在钻机下钻取样过程中，不同深度层段采用不同的钻机贯入速度、钻机旋转速度和钻机振动频率；相比于传统的以钻机最大贯入速度进行采样的方法，本发明方法采集的土壤压缩率显著小于传统采样方法。
36、（3）本发明方法通过在校正区域内布设校正点，在校正点进行土壤钻取试验，从而得到校正点不同深度的真实取样参数，结合校正点的对应深度的地基承载力，利用线性回归方法得到地基承载力分别与钻机贯入速度、钻机旋转速度和钻机振动频率的量化关系式中的参数，相比于固定量化关系式中的参数，本发明方法提高了地基承载力与取样参数之间的量化关联的准确度，能够有效克服因为地基承载力变化对土壤样品压缩性的随机性影响，实现土壤压缩性的有效控制。
37、（4）本发明方法通过在校正区域内布设多个静力触探点测量地基承载力，从而得到校正区域的地基承载力，在静力触探点围成的等边形内布设3个校正点，围成等边三角形，且3个校正点围成的等边三角形的重心与静力触探点围成的等边形的重心重合，通过对场地局部区域精准化的测试，提高量化关系式中参数的精确度，从而构建地基承载力与取样参数之间的精确关系，为取样时取样参数的确定提供基础，实现土壤压缩性的有效控制。
1.一种污染场地土壤再生利用高保真采集方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的污染场地土壤再生利用高保真采集方法，其特征在于，采用声波振动钻机进行土壤钻取采样；所述取样参数包括钻机贯入速度、钻机旋转速度和钻机振动频率。
3.根据权利要求2所述的污染场地土壤再生利用高保真采集方法，其特征在于，所述步骤30具体包括：
4.根据权利要求3所述的污染场地土壤再生利用高保真采集方法，其特征在于，所述步骤20与步骤30之间还包括：
5.根据权利要求4所述的污染场地土壤再生利用高保真采集方法，其特征在于，所述步骤21具体包括：
6.根据权利要求5所述的污染场地土壤再生利用高保真采集方法，其特征在于，所述静力触探点的数量为2～6个，且围成等边形；所述校正点位于静力触探点围成的等边形中。
7.根据权利要求6所述的污染场地土壤再生利用高保真采集方法，其特征在于，所述校正点有3个，且围成等边三角形；校正点围成的等边三角形的重心与静力触探点围成的等边形的重心重合。
8.根据权利要求1所述的污染场地土壤再生利用高保真采集方法，其特征在于，所述步骤20中，每一层段的深度为1～2m。
9.根据权利要求1所述的污染场地土壤再生利用高保真采集方法，其特征在于，所述步骤20中，根据承载力测试点的每一层段的地基承载力的平均值，采用内插法或者外沿法，求得采样点的预设深度内每一层段的地基承载力的平均值。
10.根据权利要求1所述的污染场地土壤再生利用高保真采集方法，其特征在于，所述地基承载力为锥尖阻力、侧壁阻力或总贯入阻力。
