地表坡度对油菜宽幅精量免耕播种机排种性能的影响

针对油菜种植区域作业方向的地表坡度变化影响气送式油菜宽幅精量免耕播种机排种性能的问题,该研究以播种机及气送式集排器为研究对象,构建了不同地表坡度下种子与外切圆弧型孔、种子-气流与集中分配器间的力学模型,建立了气送式集排器供种速率和排种速率的随机过程模型,应用EDEM仿真开展了作业方向的地表坡度、供种装置转速对供种装置供种速率影响的双因素试验,建立了地表坡度、供种装置转速对供种速率影响的数学模型;利用DEM-CFD耦合仿真分析了地表坡度对集中分配器排种性能的影响规律。仿真试验结果表明:以平整地表为基准,供种速率随地表坡度在-5°~5°内先增大而后逐渐减小;地表坡度绝对值为3°~5°时,供种速率的变化量达到50%;各行排种粒数一致性变异系数随地表坡度的增加而增大,变化区间为4.95%~14.91%。利用智能种植机械测试平台模拟播种机田间作业时不同地表坡度下的作业效果,结果表明,随着作业方向的地表坡度、前后往复摆动角度、前或后单向摆动角度的增大,各行排种量一致性变异系数均逐渐增大;仿真模型计算的各地表坡度下的供种速率与台架试验的平均误差为4.28%。根据试验结果建立播种机沿作业方向前后往复摆动的供种速率与地表坡度和供种装置转速、沿作业方向前或后单向摆动的供种速率与地表坡度和供种装置转速的数学模型,确定了不同地表坡度下,排种量与作业方向地表坡度和供种装置转速的匹配关系,以实现有坡度地表的排种量与平整地表的排种量趋同,为满足不同地表坡度下的播种作业提供参考。

地表坡度与薄层水流侵蚀关系的研究

该文从薄层水流侵蚀的动力入手,分别研究了薄层水流侵蚀动力及雨滴击溅与薄层水流动力共同作用下地表坡度与薄层水流侵蚀量的关系。结果表明:仅在薄层水流动力作用下,侵蚀量随地表坡度的递增而递增,二者呈幂函数关系,且递增速率随雨强、地表坡度的递增而增加。在雨滴击溅与薄层水流侵蚀动力共同作用下,侵蚀量与地表坡度呈二次抛物线型关系,即有一临界坡度S_k存在,当地表坡度S<S_k时,侵蚀量是地表坡度的增函数,反之侵蚀量则为地表坡度的减函数。最后分析了地表坡度对坡面薄层水流侵蚀的影响机制。

地表坡度对雨滴溅蚀的影响

采用人工模拟降雨的试验方法,分别研究了地表坡度对向上坡,侧坡及下坡溅蚀量的影响。结果表明:向上坡、侧坡溅蚀量与地表坡度的关系大致为抛物线型,临界坡度在10°～15°与20°～25°之间,但当i=2.037mm/min时,向侧坡溅蚀量与地表坡度为幂函数关系,临界坡度消失。向下坡溅蚀量与地表坡度成线性递增关系,其递增速率随雨强的增加而增大。最后给出了雨滴溅蚀总量与EI及地表坡度S的复因子关系式。ST=5.985(EI)^(0.544)S^(0.471)式中:ST=——单位面积上的溅蚀总量(g);E——雨滴动能(J/m^2);I——降雨强度(mm/min);S——地表坡度(°)

基于FLAC^(3D)的地表坡度对地表移动变形影响的研究

采用FLAC3D数值模拟方法,模拟了不同坡度下的地表移动变形,总结岩体在不同坡度下的移动变形特征。结果表明:地表坡度的增加使主断面最大下沉值不断增加,地表2个最大水平位移值之间的差值逐步增大,最大下沉点偏坡底方向,坡体坡度的增大会使坡体的下沉曲线的下沉值增大。

井工开采条件下地表坡度对地表移动变形的影响研究

开采引起的移动与变形受到多种因素影响,但目前还没有一种理论或方法能完全适用于不同地形区域的移动与变形预计。特别是山区地表移动与变形,受地形因素影响,至今仍没有完全掌握其规律。因此研究地表坡度对地表移动变形的影响有利于更全面认识山区开采诱发的地表移动与变形的规律及特征。

不同地表坡度下复杂偏压隧道的力学效应分析

为研究不同地表坡度下复杂偏压隧道的力学效应,以四川某隧道工程为例,运用有限元软件建立隧道数值模型,并模拟不同地表坡度施工工况,针对隧道的围岩应力、塑性区及位移等力学指标进行比较并分析隧道围岩的力学效应,总结偏压隧道围岩力学变化规律,研究结论可为同类地形、地貌及围岩条件下的隧道工程提供参考。

不同坡度下玉米季坡耕地地表径流中磷素流失特征

采用野外人工模拟降雨和微小区相结合的方法,研究紫色土零散坡耕地玉米季坡耕地地表径流中磷素流失特征。结果表明：地表坡度越大,坡面产流时间越早,产流量越大。各坡面的产流时间均在苗期最早,抽雄期最晚。20°坡面产流量最大,是10°坡面的1.4-2.0倍,是15°坡面的1.3-1.6倍,产沙量是10°坡面的14.3-19.7倍,是15°坡面的3.8-6.0倍。地表径流中磷素流失总量随着坡度的增加而增加,径流中磷素流失以可溶性磷为主,其中可溶性磷占总磷的比例随坡度的增加而增加,且在65%以上。

基于矢量多边形的湘西北矿山地质环境综合评价

目的:长期不合理利用矿山资源导致水土流失、耕地面积减少、生态系统被破坏。为了合理利用矿产资源,恢复治理矿山地质环境,以湘西北为研究对象。方法:通过考虑三种评价类型八个评价因素(人口密度、地表坡度、降雨状况、工程岩组、地质构造、矿山占地、地质灾害、森林覆盖率),对其进行专家评估权重评估,经过计算得到Q值,创新之处是运用矢量多边形法叠加GIS分析开展本地矿山地质环境评价工作。基于地理信息系统技术进行制图,对研究区各区县矿山环境等级定级。结果:直观的评价湘西北区域矿山环境一般。意义:可为湘西北矿山环境管理以及生态修复提供一定的参考依据以及其他矿山评价提供理论依据。

浅埋双侧偏压小净距隧道围岩压力变化规律研究

为研究浅埋双侧偏压小净距隧道在不同影响因素下的围岩压力变化规律,以朝阳隧道为工程背景,采用FLAC 3D数值模拟软件,对浅埋双侧偏压小净距隧道在不同地表坡度、隧道埋深和隧道净距下的围岩位移场和塑性区的变化规律进行分析。结果表明:随着地表坡度和隧道埋深的不断增大,围岩位移和塑性区不断增大;随着隧道净距不断增大,围岩竖向位移呈现先增大再减小最后增大的变化,水平位移不断增大;当隧道净距较小时,隧道周围的塑性区域较大,净距增大时则相反。

雷达坡度测量技术原理与实现

本文首先讨论了雷达坡度测量（Radarclinometry)的发展现状与基本原理，然后从SAR几何成像简化模型出发，推导了近似条件下图像灰度与地表坡度之间的函数关系，并采用实际资料进行了验证。最后详细分析了该项技术的要点，指出进一步的研究方向。

油麦兼用型气送式集排器匀种涡轮设计与试验

针对油麦兼用型气送式免耕播种机宽幅播种时各行排量一致性受地表坡度变化影响的问题,设计了一种利用输送气流驱动转动、安装于分配装置的匀种涡轮,分析了匀种涡轮进口工作角和出口工作角对输送气流速度的影响,确定了影响3种匀种涡轮工作特性的关键参数。应用CFD仿真中的6自由度动网格模型及台架试验,对比分析3种匀种涡轮对输送气流分布及匀种涡轮转速的影响,结果表明:进口工作角和出口工作角均为锐角的匀种涡轮可提高种子的输送及搅拌性能。选择叶片数量为4、6、8、10的匀种涡轮进行了分配装置内流场分布仿真试验,结果表明,增加匀种涡轮叶片数量可提高匀种涡轮出口处输送气流分布的稳定及均匀性。利用智能种植机械测试平台模拟田间作业不同地表坡度时,安装不同数量叶片的匀种涡轮对各行排量一致性的影响,结果表明:转速为20~50 r/min,沿播种机作业方向的前后与侧向单向组合摆动、前后与侧向往复组合摆动角相对平整地表在-5°~5°变化,叶片数量为8时,油菜及小麦各行排量一致性变异系数最小,分别为4.99%~5.82%和3.85%~4.92%;前后与侧向单向组合摆动角绝对值为5°时,叶片数量为8的匀种涡轮比无匀种涡轮排种油菜和小麦时各行排量一致性变异系数分别降低7.53、11.98个百分点,满足地表坡度变化时油菜及小麦的排种要求。

播种机关键部件性能测试平台设计与应用

针对缺少系统测试播种机关键部件运行参数和性能指标测试平台的问题,设计了一种播种机关键部件性能测试平台,阐述了该平台的工作过程,确定了其种肥量检测系统、气流供给与检测模块、地轮驱动模块、三点悬挂模块、液压动力模块及显示与控制系统的结构及关键参数,并以Stewart类自由度并联结构设计了模拟地表坡度的运动框架。播种机关键部件性能测试平台空载和各系统模块工作性能测试试验结果表明:该平台可实现排种与排肥过程中8路导种管和导肥管内种肥排出信号及种肥质量检测,可提供排种轴与排肥轴转速为20~120 r/min时,高速气送式排种与排肥所需流量为1699.2~2557.5 m^(3)/h的输送气流,并可测试排种与排肥环节气流压力与流量、播种机传动系统转速与转矩;通过运动框架可模拟-5°~5°地表坡度中地表不平对播种机排种性能的影响,运动框架设置的倾斜角度与角度传感器测定的倾斜角度偏差率为0~0.25%、往复摆动角度偏差率为0~0.275%,平台运行稳定,满足不同排量的排种与排肥性能测试要求。

复杂偏压小净距隧道围岩压力计算及参数影响性研究

为研究不同隧道净距及地表坡度对复杂偏压浅埋小净距隧道围岩压力的影响规律,引用公路隧道设计规范,建立围岩压力计算模型,推导出隧道围岩压力的理论计算公式;结合数值模拟验证了理论计算公式的合理性,讨论了不同隧道净距和不同地表坡度的参数值变化对先行洞和后行洞的拱顶、拱腰及拱脚围岩压力的影响规律。结果表明:在两洞先后开挖情况下,隧道净距及地表坡度的变化对隧道内侧围岩压力影响较大,并且先行洞内侧围岩压力同净距及坡度大小正相关,后行洞内侧围岩压力同净距及坡度大小负相关。研究结果可为类似隧道工程的设计和施工提供参考。

利用线源入流测量方法对土壤入渗影响因素的研究

土壤入渗过程是农田水分循环的重要组成部分,其准确测量对设计与管理灌溉系统、研究降雨产汇流过程等有重要意义。土壤入渗过程受土壤本身及地表情况等很多因素的影响。本文利用线源入流测量方法研究了土壤初始含水量与地表坡度对土壤入渗过程的影响。室内试验选用壤土,设计了3组初始含水量(风干土、8.22%和16.3%)和3组地表坡度(0°、5°和15°),观测得到较为准确的土壤初始入渗过程。试验结果发现:3组含水量中8.22%的处理土壤入渗性能最高,稳定入渗率为39.8 mm·h^-1;土壤坡度对入渗过程的影响不大,3组坡度的土壤稳定入渗率分别为43.1、51.7 mm·h^-1和52.8 mm·h^-1。分析认为可能由于土壤太高或太低的含水量会导致水力梯度的降低或土壤团聚体的破坏而降低土壤入渗率。土壤初始含水量对入渗过程的影响还需在不同土壤类型进行试验而得到验证。

扩散波模型在城市坡面汇流中的应用

为分析一维扩散波水动力方程在模拟城市地表降雨径流过程中的可行性,针对典型概化城市流域,采用一维扩散波水动力方程的数值解法模拟了一短历时强降雨事件,并对比SWMM模型模拟结果与扩散波模型模拟结果。结果表明,扩散波模型可以较好地体现降雨作用下地表径流过程的动力特点,但无法适用于过缓的地表坡度,解释了两者连续性方程的差异对模拟结果的影响,最后分析了扩散波模型下边界条件的确定方法。研究成果可为城市坡面汇流模拟提供参考。

Effects of simulated submerged and rigid vegetation and grain roughness on hydraulic resistance to simulated overland flow

Better understanding of the role of vegetation and soil on hydraulic resistance of overland flow requires quantitative partition of their interaction. In this paper, a total of 144 hydraulic flume experiments were carried out to investigate the hydraulic characteristics of overland flow. Results show that hydraulic resistance is negatively correlated with Reynolds number on non-simulated vegetated slopes, while positively on vegetated slopes. The law of composite resistance agrees with the dominant resistance, depending on simulated vegetation stem,surface roughness, and discharge. Surface roughness has greater influence on overland flow resistance than vegetation stem when unit discharge is lower than the low-limited critical discharge, while vegetation has a more obvious influence when unit discharge is higher than the upper-limited critical discharge. Combined effects of simulated vegetation and surface roughness are unequal to the sum of the individual effects through t-test, implying the limitation of using linear superposition principle in calculating overland flow resistances under combined effect of roughness elements.

基于遥感图像的汇水区域综合径流系数获取方法

综合径流系数是城市雨水管网规划设计和等流时线模型构建的重要参数。基于可获得的遥感图像,通过汇水子区域划分、地表覆盖非监督和监督分类、DEM坡度分析和GIS叠置分析等步骤,获得不同地表覆盖和坡度条件下的面积权重,并根据相关类型区域径流系数的经验数值,获得区域综合径流系数。将按照该方法获得的径流系数输入到Mike Urban等流时线模型中,模拟结果与实测结果的Nash系数达到0.57,初步证实了该方法的可行性。

采空区围岩稳定性影响因素分析

采用数值模拟的手段分析了采空区围岩稳定性影响因素,主要分析了围岩的黏聚力、摩擦角、弹性模量、泊松比及地表坡度对围岩稳定性的影响,计算结果表明,物理力学参数中黏聚力对围岩的稳定性影响最大,泊松比最小。另外地表坡度对围岩稳定性的影响存在一个临界值,当地表坡度在小范围变动时围岩稳定性变化不大,达一定临界值时稳定性骤然下降,模拟分析可以为采空区围岩稳定性评价提供理论参考。

陡坡条件下小净距隧道不同开挖顺序的安全性与破坏模式分析

基于有限元强度折减理论,考虑地表坡度变化以及小净距隧道不同的开挖顺序两大因素,通过对围岩发生极限破坏时的安全系数与塑性区进行分析,探究坡度变化条件下不同开挖顺序对隧道开挖安全性与破坏模式的影响。结果表明,随着坡度的增加,隧道不同开挖顺序下的安全系数越来越小,且先开挖浅埋侧的安全系数明显高于先开挖深埋侧;随着坡度的增加,浅埋洞单独开挖时隧道外侧竖向剪切破裂面发生小幅度偏转并出现与其近似垂直的向下贯通地表的破裂面,深埋洞单独开挖时隧道外侧竖向剪切破裂面发生小幅度偏转并逐渐消失,且将出现隧道外侧拱脚向地表坡脚发展的滑坡破裂面。