行星传动系统均载与动载系数试验测量改进设计

试验测量行星传动系统均载与动载系数的精准度是评价系统动态性能的基础。针对现有行星传动系统均载与动载系数测量方法存在灵敏度与精度欠佳、系数测试算法缺失、测试应力点存误等问题,本文提出了一种方便、实用且具有高精度的行星传动系统均载与动载系数测试方法,定义了系统系数的测试算法与概念,明确了精确应力测试位置点及不同位置间差异性,采用应变片电桥传感器串并联设计,实现了拉压应力叠加、温度补偿以及繁琐标定免除等优点,为精准测取行星传动系统均载与动载性能提供了重要的理论基础和技术手段。

土壤含水量对探地雷达探测植物根系构型精度的影响

根系是评价植被生态服务功能的关键基础要素,但快速、精确、无损确定根系的测量技术和方法是目前生态系统评估中的瓶颈。探地雷达是一种高效无损的地球物理学技术,可以在无损状态下获取土壤中的根系信息。但是探地雷达检测和识别根系的精度受土壤含水量、根系含水量、根径大小、根系埋藏深度等诸多因素影响,导致其在野外根系探测中适用性受限,为了探究土壤含水量对探地雷达探测根系精度的影响,本研究采用野外预埋根系的控制实验,根据探地雷达波速、振幅和根点反射系数的变化,分析了不同土壤含水量条件下根点识别率及根点距离均方根误差。结果表明:(1)根系探测中,探地雷达波速和振幅是判断土壤含水量变化的重要参数;(2)随着土壤含水量的增大,探地雷达波速减小,雷达振幅趋于平缓;(3)不同土层深度上随着根系直径的增大,探地雷达波速增大,雷达振幅趋于激烈;(4)根点识别率与土壤含水量成负相关(P<0.05),土壤含水量为15%~25%时探地雷达对活根的识别效果最佳。本研究表明探地雷达可以作为植物根系生物量无损和快速测定、评估的方法,但在利用探地雷达测定土壤中根系时,应在土壤含水量相对较低的时间段进行。

不同生长阶段香根草根土复合体的邓肯—张本构模型

[目的]为研究根土复合体破坏全过程的本构关系。[方法]以不同生长阶段的香根草(20,40,60天)和红壤的原状根土复合体为对象,基于邓肯—张模型,结合三轴试验,构建根土复合体破坏全过程的应力应变本构关系模型,并分析模型参数对根系生物量变化的响应。[结果](1)邓肯—张本构关系模拟根土复合体力学行为的效果理想,除个别素土的应变软化现象不能捕捉外,应力应变曲线、抗剪强度指标的预测值与实测值均表现出高度的相关性(R^(2)>0.91),并且能够很好地预测曲线在弹性阶段、硬化阶段和塑性阶段的变化特征。(2)根土复合体的邓肯—张本构模型参数与根系特征参数相关性较强。随着香根草的生长,模型参数c_(c)、φ_(c)、K、R_(f),以及初始抗剪强度(Ei)均增大。参数n的变化规律略特殊,素土大于根土组,而在根土组中,n仍随着植物的生长而逐渐增大。(3)香根草根系有效地加固土体。在生长周期内,生长时间越长,根系越发达,根系生物量越大,土体的抗剪强度和抗剪强度指标(c_(t)、φ_(t))也提高得越多。[结论]建立了基于邓肯—张模型的根土复合体本构关系,解析根土复合体在浅表层滑坡过程中的力学行为,为有效防治浅表层滑坡灾害提供理论依据。

浅析吊罗山滑坡诱发因素及影响机理

边坡的失稳受到降雨、植被等因素的影响。以2010年海南吊罗山滑坡实例为研究对象,从气候和植被的角度出发,考虑雨水渗流和植被破坏的影响;通过数值计算和三轴试验,分析了吊罗山滑坡的诱发原因及影响机理。研究发现:吊罗山湿热交替气候的降雨蒸发作用使红粘土出现缩胀性裂缝,以及山坡原有热带雨林被破坏后改种槟榔树,是滑坡发生的两个主要原因。

根系与土体接触面相互作用特性试验

为探索根系与土体间相互作用的特性,基于库仑理论,采用直接剪切的方法,对油松根系和刺槐根系与黄土在不同含水量、土壤密度条件下进行不同法向荷载作用下的剪切试验,得出了油松根系和刺槐根系与黄土之间的剪切特性,刺槐根系与黄土间的摩擦阻力大于油松,并讨论了法向应力、树木根系种类、土壤密度及含水量对接触界面剪切特性的影响。

青藏高原东北部黄土区护坡灌木柠条锦鸡儿根系拉拔摩擦试验研究

为研究灌木植物根系与土体间摩擦阻力的特性,对种植在西宁盆地及其周边黄土边坡试验区生长16个月的灌木植物柠条锦鸡儿的根系,分别在1.22,24.39,36.59,51.22 kN四个等级垂直压力下,以2.67 mm/min的速率对其施加水平拉力进行拉拔摩擦试验,试验结果表明,柠条锦鸡儿根–土之间的摩擦力随根系在土体中位移的增加而逐渐增大,根–土间摩擦力与位移关系曲线在试验开始阶段均呈线性关系,随后表现出显著的非线性关系;试验过程中,随着根系在土体中相对位移的增大,根–土之间的摩擦力增幅显著,且增大到一定程度时,趋于峰值并保持恒定,说明此时根–土之间的摩擦力发挥到最大且与拉拔力平衡;随着根系在土体中相对位移的逐渐增大,根–土之间的摩擦力趋于逐渐减小,当减小到某一程度时就不再减小,并保持稳定状态,进而处于新的平衡状态。试验结果还表明,根–土之间的摩擦力随垂直压力的增大而显著增加,并且这种增加呈线性关系。同时,随着土体含水量的增加,根–土间的摩擦力呈逐渐降低的趋势,且在试验研究范围内近似呈线性关系。上述研究对进一步探讨灌木植物根系对土体加筋与锚固作用机制,增强试验区边坡土体稳定性、防治坡面浅层地质灾害具有理论指导意义和实际应用价值。

寒旱环境灌木植物根–土复合体强度模型试验研究

在自行设计、加工的原位剪切试验装置中分别种植灌木植物霸王和柠条锦鸡儿,通过对2种坡度的素土、霸王根–土复合体和柠条锦鸡儿根–土复合体进行原位剪切试验,测得素土和根–土复合体抗剪力、抗剪强度的动态变化,评价灌木植物护坡的时间效应,并采用室内直剪试验方法检验原位剪切试验结果的合理性。试验得出以下结论:(1)根–土复合体的抗剪力和抗剪强度均大于同种坡度的素土,即植物根系可显著提高边坡土体的抗剪能力,且霸王根–土复合体抗剪力和抗剪强度主要体现在剪切面处断裂根系的抗拉或抗剪作用、拔出根系的根–土摩擦力及滑移根系的锚固、摩擦作用,柠条锦鸡儿根–土复合体主要体现在根系的锚固和根–土摩擦作用,同时,素土和灌木根–土复合体的抗剪力和抗剪强度随着坡度的增加而减小;(2)素土的剪切力在3 s左右达到峰值,而根–土复合体的剪切力峰值时间为69.8～168.2 s;素土试样在剪切位移为1 mm内抗剪强度均达到峰值,而剪切位移为23.13～83.13 mm时霸王根–土复合体和柠条锦鸡儿根–土复合体抗剪强度达到峰值,即根–土复合体的剪切力峰值时间、抗剪强度峰值位移均较素土相对滞后,这反映了在剪切过程中根系的抗拉能力、根–土界面的摩擦作用逐步转化为根–土复合体的抗剪能力,从而延缓坡面变形破坏的时间;(3)为了验证原位剪切试验结果的准确性,对素土和灌木根–土复合体进行室内直剪试验,其抗剪强度值与原位剪切试验值接近,反映原位剪切试验及其结果的合理性。上述研究成果对于开展研究区西宁盆地及其周边地区坡面水土流失、浅层滑坡等地质灾害的防治,以及对青藏高原东北部黄土地区边坡生态工程建设、区域生态环境保护具有重要的理论指导价值和现实意义。

植物根系抗拉力学特性便携式测试系统

针对传统的植物根系抗拉力学特性参数测量方式的不足,设计了一种在野外现场测量植物根系抗拉力学特性参数的便携测试系统。系统包括机械装置和电子测量两部分。机械装置由机架、根系夹持机构和传动系统组成,采用模块化设计,各部件可以快速拆装。电子测量部分由传感器、低功耗单片机数据采集系统和手持设备组成。手持设备基于Android平台开发,通过蓝牙模块与单片机数据采集系统通讯,是实现测量操作、输入以及结果显示输出的终端。试验结果表明,所设计的测试系统携带方便、测量准确,可测量得到根系的4个典型抗拉力学特性参数(最大抗拉力、抗拉强度、拉伸弹性模量、极限应变),显示其应力-应变关系曲线,查询历史数据,能够满足野外现场测量根系抗拉力学特性参数的各种要求。

小乔木根系根土间作用力的室外拉拔试验研究

小乔木根系在边坡生态防护中具有相当高的比例,研究土壤贫瘠小乔木根系的护坡机理及影响因素,对进一步提高或改进边坡生态防护技术具有理论和实际意义。在综合国内外相关研究成果的基础上,通过室外拉拔试验研究了红黏土边坡湿地松根系在大气降雨、含水率、根系几何参数等变动情况下根系对坡面土体加固能力的影响。试验结果表明强降雨条件下,表层土体的含水率大于深层土体的含水率,含根土体含水率大于素土含水率,表明小乔木根系有助于坡面土的雨水入渗;最大拉拔力随含水率的增加表现为单调递减或在最优含水率附近最大的先增大后减小的趋势,两者间为二次函数的关系;最大拉拔力随根系体积的增加总体表现单调递增,但在含水率为22%和24%时,最大拉拔力随根系体积的增加先减小后增大;植物根系在不同体积或含水率下,拉拔力-位移曲线波动较大。

林木根系与黄土复合体的抗剪强度试验研究

为了深入了解林木根系在增强黄土抗剪强度中的作用机理,该文用三轴压缩试验方法研究了林木根系与黄土构成的复合体的应力--应变及强度特性,探讨了不同根系直径、根系分布方式、复合体含水量和围压下的土体抗剪强度.试验证明,根系--土壤复合体抗剪强度τf与法向正压力σ的关系符合库仑定律,即τf=σtan+C.由试验结果可知,根系直径相同时,复合体含水量从12.72%增至15%,水平根系的根土复合体的抗剪强度减小,垂直根系和复合根系的复合体抗剪强度增加;复合体含水量一定时,3种分布方式的根土复合体的抗剪强度都随根系直径的增加而增大;根系直径和复合体含水量一定时,复合根系的根土复合体的抗剪强度最大,垂直根系次之,水平根系最小.

寒旱环境柠条锦鸡儿根系的力学群根效应

对试验区柠条锦鸡儿根系进行群根拉伸试验。结果表明,在相同的根径下,不论根系数量的多少,根系的抗拉力和抗拉强度具有随长度的增长而递减的趋势,且其递减的幅度较小;不论根长和根径如何变化,随根系数量的增加抗拉力均有较大幅度的提高。

植物根系与边坡土体间的力学特性研究

建立了根-土相互作用的力学模型,在限定根在土体中方位的情况下推导出了由于根的加筋作用所增加的土体抗剪强度公式。并在实验室进行了大量常规直剪试验。对试验结果进行了分析,并和理论计算相比较,结果表明:植物根系可以明显提高土体的抗剪强度;随着含水量的增加,土体和根-土复合体的抗剪强度会下降;直根和斜根对根-土复合体抗剪强度的提高是相似的,都是随着根条数的增加而增加,但斜根的加强作用要大些;随着根条数的增加,根-土复合体的c、φ值都会提高。

科技创新与经济增长之间的关系研究

现阶段,我国进入产业转型升级的关键阶段,以创新驱动改革和技术创新带动发展成为炙热趋势,这就需要注重科技创新下技术发展和金融服务发展"双翼"的配套结合。依托中国国情,本文试图从中国经济增长和科技创新的现状出发,通过金融发展和技术水平两方面来构建衡量科技创新指标的量值,利用统计方法和模型对科技创新与经济增长及因果关系进行定量研究,深入研究科技创新与经济增长的关系,并对经济增长进行预测,最后为政府提供一些科技创新的依据和切实可行的政策建议。

龙利叶根化学成分的初步研究

目的:对龙利叶根的化学成分进行初步研究。方法:采用化学成分系统预试验分析龙利叶根的主要化学成分;结果:化学成分系统预试验结果表明龙利叶根可能含氨基酸、多肽、蛋白质、糖、多糖、苷类、皂苷、有机酸、黄酮类、生物碱、香豆素与内酯等化学成分;结论:本研究可为龙利叶根化学成分的进一步研究提供实验数据,为龙利叶的开发和利用提供科学依据。

寒旱环境植物根系增强边坡土体抗剪强度试验研究

研究以地处西宁盆地的青海大学自建试验区作为研究区。采用草本、灌木植物单一种植和混合种植的方式,对种植植物边坡及未种植植物的素土边坡在A层（坡面地表0cm）、B层（坡面以下20cm）深度处的根—土复合体试样进行直接剪切试验,探讨了单一种植和混合种植两种种植方式下边坡土体抗剪强度的变化特征。结果表明：（1）单一种植的草本边坡在A层处根—土复合试样的粘聚力值分别为24.09,22.81kPa,均显著大于灌木边坡A层深度处根—土复合体试样的粘聚力值19.03,17.91kPa,且相对于素土试样的粘聚力值,草本根—土复合体试样的粘聚力值的增加幅度依次为104.67%,93.80%,灌木根—土复合体试样粘聚力值的增加幅度依次为61.68%,52.17%,显然,草本根—土复合体的粘聚力值增长幅度大于灌木植物;（2）随边坡土体深度的增加,单一种植方式下草本边坡根—土复合体试样粘聚力值呈递减趋势,即粘聚力值依次由24.09,22.81kPa递减至19.06,21.02kPa,这在一定程度反映出草本对边坡浅层土体抗剪强度的增强作用相对较为显著;（3）2种草本和灌木混合种植方式下根系对边坡土体抗剪强度的贡献值,均大于相应位置处2种草本和灌木单一种植方式下的贡献值,即混合种植条件下复合体的粘聚力值较单一种植时的增加幅度为0.13%~42.83%。该研究成果为定量评价边坡不同种植方式下植物根系增强边坡土体抗剪强度提供了理论依据,同时为进一步探讨植物根系增强边坡土体抗剪强机理具有一定理论价值和实际意义。

热带雨林地区乔木树根力学性能试验研究

针对海南地区四类热带乔木树根进行室内抗拉、抗剪力学性能的研究;结合根簇形态特征,对四类树种单根力学性能进行分析。研究结果表明:随着根径增加,四类树种单根抗拉力明显增加,而单根抗拉强度则呈降低趋势;随根径的增加,树根抗剪力逐渐增加,单根抗剪强度则逐渐减小;树根在根系中的生长方向和分布密度对树根的力学性质产生影响,竖直向下生长的主根主要提供抗剪强度及抗拉强度,而与主根簇中主根夹角越大的树种,其侧根所提供的抗剪强度相应越小;结合边坡工程对植被的要求,认为小叶榄仁及凤凰木的各方面力学特征优于同试验的其它树种,表现出更好的工程适用性。

侧根的根土粘合键模型及牵引效应测试系统

探讨了侧根与土壤间摩擦型根土粘合键的力学作用机制,基于莫尔 库仑破坏准则建立了极限平衡条件下的摩擦型根土粘合键破坏模型。设计出能在室内和野外进行实时测试分析的测试系统,并配套了支持PCMCIA插槽的DAQP 12型模数转换(A/D)卡、直流电供电的QT 300型调理装置。经实验验证,系统各项性能能够满足根系对土壤牵引效应研究的测试要求;摩擦型根土粘合键破坏模型计算结果与室内测试结果吻合较好。

不同围压下草本植物根系对土体加筋效应试验研究

通过从野外直接挖取草本植物狗牙根根系,并将其与海南地区红粘土随机混合,采用一次性成样方法对根土复合体进行了多个围压下的室内常规三轴试验,其围压分别为20k Pa、30k Pa、40k Pa、100k Pa、200k Pa、300k Pa;对根土复合体的抗剪强度指标、加筋效果进行了分析及评价,指出了在不同围压作用下复合体抗剪强度指标的变化情况.试验数据分析可知:(1)单根狗牙根的抗拉力与直径呈正相关线性关系,而抗拉强度与直径呈衰减形幂函数形式;(2)狗牙根根系的存在可有效提高土体的抗剪强度,根土复合体的主应力差增长速度快于素土,且其应力应变曲线应变后期明显不同于素土,复合体曲线应变后期呈现应变硬化现象;(3)根土复合体的抗剪强度随围压而变化,高围压作用下土复合体的粘聚力及内摩擦角与素土相比分别提高了159.23%和13.56%,在小围压作用下的增长幅度分别为35.87%和10.86%;因此,采用大围压进行试验显得不合适宜,小围压作用下的根土复合体更加符合草本植物根系的浅层加筋作用.小围压作用下的根土复合体三轴试验研究成果对进一步开展小型边坡防治、水土保持提供了参考依据.

辽宁省造林面积变化趋势及影响因素探析

通过对辽宁省1981～2006年造林面积变化的分析,发现造林面积在很大程度上受到政策的影响。利用基于时间序列的平稳性检验、协整检验分析影响辽宁省造林面积变化的其它因素,发现造林面积与造林成本、木材价格、木材产量以及利率之间存在长期均衡关系。以此为依据,提出加快木材市场化改革进程、拓宽林业融资渠道、加强森林采伐更新管理等增加辽宁省造林面积的政策建议。

植被对斜坡土体土力学参数影响的试验研究

通过十字板剪切试验、轻便触探试验、室内含水量试验、室内直剪试验等试验手段分析了某高速公路黄土边坡的植被加强作用,即植被对斜坡土体力学参数的影响,研究了两种植被区域:狗牙根和结缕草与高羊茅混播区。并定量研究了植被根系对浅边坡的影响,试验结果表明,植被对浅边坡稳定性具有潜在影响。该研究对指导工程实践具有理论和实用价值。