使用土壓力傳感技術(shù)的水稻土應(yīng)力傳遞特性研究.pdf

1、隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展，土壤機(jī)械壓實(shí)日益成為影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的嚴(yán)重問題。土壤壓實(shí)導(dǎo)致土壤緊實(shí)度增加、孔隙率降低、容重增大，土壤透氣及導(dǎo)水率下降、土壤機(jī)械強(qiáng)度增大，阻礙根系穿透。因此，為減輕或避免土壤機(jī)械壓實(shí)提供依據(jù)，避免土壤資源的破壞，須探討土壤壓實(shí)過(guò)程中應(yīng)力傳遞規(guī)律及土壤壓實(shí)的評(píng)價(jià)指標(biāo)。
　　本文以土壓力傳感器為土壤應(yīng)力測(cè)試元件，配合室內(nèi)單軸壓縮試驗(yàn)以及田間平板下陷試驗(yàn)，研究非擾動(dòng)水稻土應(yīng)力傳遞規(guī)律，探明土壤壓實(shí)機(jī)理與過(guò)程，為避免及減

2、輕土壤的機(jī)械壓實(shí)提供依據(jù)。運(yùn)用力學(xué)方法實(shí)現(xiàn)土壤壓實(shí)過(guò)程的監(jiān)測(cè)能更好地研究土壤的壓實(shí)機(jī)理及過(guò)程，因此研究土壤壓實(shí)過(guò)程中的應(yīng)力變化對(duì)研究土壤壓實(shí)問題具有重要意義。
　　對(duì)土壓力傳感器分別進(jìn)行室內(nèi)液囊標(biāo)定、砂標(biāo)定和土標(biāo)定，發(fā)現(xiàn)以土壤為介質(zhì)的標(biāo)定結(jié)果與另兩種標(biāo)定的結(jié)果差異顯著，而且隨著土壤含水率與密度的不同，土標(biāo)定的結(jié)果也不同。這種差異性主要來(lái)自土壤結(jié)構(gòu)的變化，因此在進(jìn)行相關(guān)測(cè)試前明確土壤的物理狀態(tài)是獲取正確土壤應(yīng)力描述的基礎(chǔ)。
　

3、　對(duì)田間原狀土取樣后利用室內(nèi)單軸壓縮試驗(yàn)測(cè)定非擾動(dòng)水稻土應(yīng)力傳遞規(guī)律，獲取水稻土的載荷-土應(yīng)力-下陷量關(guān)系，同時(shí)得到下陷量隨土層深度、密度和含水率的變化關(guān)系，進(jìn)而得到孔隙度與載荷、土層深度、密度以及含水率的關(guān)系。試驗(yàn)表明，平板荷載與下陷量呈指數(shù)增長(zhǎng)的變化趨勢(shì)。
　　針對(duì)傳統(tǒng)的土壓力傳感器監(jiān)測(cè)土壤壓實(shí)操作費(fèi)時(shí)費(fèi)力，以及造成土壤擾動(dòng)較大，破壞土壤結(jié)構(gòu)等問題，本文設(shè)計(jì)了一種新型農(nóng)田原狀土應(yīng)力測(cè)試系統(tǒng)，包括動(dòng)力加載系統(tǒng)、土壓力傳感器埋設(shè)系

4、統(tǒng)、液壓加載系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)按照30°傾斜角打孔并埋設(shè)土壓力傳感器，并配合平板加載同步測(cè)試地表下陷位移、平板加載壓力及土體內(nèi)的應(yīng)力傳遞。水稻土測(cè)試結(jié)果表明系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)合理，最大限度地減小了原位土壤的擾動(dòng)，土壓力傳感器的安放深度以及測(cè)試結(jié)果均達(dá)到預(yù)期，滿足短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)試的要求。
　　利用設(shè)計(jì)的農(nóng)田原狀土應(yīng)力測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行田間平板下陷試驗(yàn)，研究非擾動(dòng)水稻土應(yīng)力傳遞規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明，在平板下陷過(guò)程中，土層對(duì)下陷平板支撐力