垄上破膜覆土一体机设计与仿真

针对贵州省铜仁市植烟区膜后打孔投苗移栽方式存在的烟苗根部覆土不足、苗株周围易长草问题,设计了一款适合于铜仁市植烟区烟叶生产的乘坐式垄上破膜覆土一体机。该机由增程式发电机、铅酸电池组、行走装置、取土运土装置、破膜覆土装置、控制面板、机架及驾驶位等组成。利用Solidworks软件建立了双曲柄多连杆鸭嘴破膜覆土机构虚拟样机模型,经模型简化导入ADAMS中进行仿真分析,得到其运动轨迹和X、Y方向位移与时间变化曲线。结果表明,设计的双曲柄多连杆鸭嘴破膜覆土机构满足55 cm定株距破膜和作业效率0.067 hm2/h的要求,验证了其结构选择和参数设计的合理性。该机能够代替人工膜上覆土作业、降低作业成本、提高覆土效率,具有推广使用价值。

果园行间绿肥粉碎旋耕一体机的设计与试验

随着果园绿肥种植面积的不断扩大,果园绿肥在还田利用中存在的作业效率低、翻压效果不佳等问题越来越明显。针对这一问题,设计了一种可实现“茎秆先落,土壤后落,茎秆在下,土壤在上”的提高绿肥作物还田效果的覆土装置及果园绿肥粉碎旋耕一体作业的样机。样机主要由悬挂装置、粉碎装置、旋耕翻压装置及覆土装置等部分组成。对样机机架进行了有限元分析,结果表明选材合理,满足使用要求。样机田间试验表明:当拖拉机前进速度为1.2m/s、粉碎甩刀刀辊转速为800r/min、旋耕深度为100mm时,绿肥作物粉碎长度合格率平均值为90.1%、抛撒不均匀率平均值为7.98%、覆盖率平均值为93.68%,满足设计要求,且能耗相对较低,满足果园绿肥还田利用需求。

浅覆土全砂层机械顶管施工技术研究

浅覆土全砂层是一种特殊的地质结构,它在一定程度上改变了土体力学性质,对基坑工程安全稳定性产生较大影响。应用机械顶管施工技术,使浅覆土层中顶管得到有效控制,从而避免地层沉降和地表不均匀隆起等问题的发生。重点探讨了浅覆土全砂层机械顶管施工技术,分析其关键技术及质量控制措施,以期为浅覆土全砂层机械顶管施工技术的优化和改进提供可靠的理论和实践依据。

刮板升运带式膜上覆土装置覆土特性

为解决全膜覆土种植模式膜上覆土量不足造成的风力破坏、穴孔错位、烧苗等问题,设计一种适用于全膜覆盖铺膜机的膜上覆土装置,即刮板升运带式膜上覆土装置。对其覆土特性进行理论分析,建立理论输土量模型,基于EDEM离散单元法对覆土宽度进行模拟试验,借助Design-Expert软件建立覆土宽度的二次回归模型。在此基础上,进行覆土性能田间试验。结果表明:带速与机组前进速度比由1.38增至2.56,覆土量均值减小;刮板高度由40 mm增至60 mm,覆土量均值增加,取土、输送效率降低;刮板间距、升运带倾角分别由100 mm增至140 mm、35°增至55°,覆土量均值减小,取土、输送效率降低。参数限制区间内,最优参数组合为带速与机组前进速度比1.38,刮板高度60 mm,刮板间距100 mm,升运带倾角35°;覆土宽度模拟值接近田间测试均值,表明EDEM离散单元法模拟覆土宽度可行。该研究可为刮板升运带式膜上覆土装置的改进及优化提供参考。

耕作方式、播深及覆土对机播套作小麦麦苗素质的影响

为了探索提高丘区套作小麦机播质量的农艺措施,本试验分别在翻耕和免耕条件下,设置了播深(2,5,8cm)、覆土(不覆土为对照)处理对麦苗素质的影响。结果表明,3种措施中播深对麦苗素质影响最大,5cm播深利于培育壮苗,播深2cm时表现为出苗率、基本苗,根系活力、干物质质量及叶面积显著下降,而播深8cm时地中茎极显著增长导致出苗率下降,单株茎蘖数、最高苗、干物质质量及叶面积极显著降低;翻耕条件下分蘖节埋得较深,促进了植株分蘖,但地中茎加长,出苗率变低;免耕条件下植株生长量大,株高和绿叶面积增大;覆土处理单株茎蘖数、最高苗及根系活力显著提高,幼苗素质较不覆土高。因此,丘区套作小麦机播配套的农艺措施应选择"免耕+播深5cm+覆土"利于提高麦苗素质。

适宜机播深度及覆土厚度提高苦荞幼苗素质

为探索西南丘陵山区苦荞机械播种的可行性和提高机械播种质量的农艺措施,该试验研究了播深(2,4,6 cm)和覆土(不覆土为对照)对苦荞幼苗性状的影响。结果表明,播种深度对苦荞幼苗性状影响最大,4 cm播深有利于培育苦荞壮苗,播深2 cm时表现为出苗率差、基本苗和成苗率低,根系活力、茎粗小、干物质量、单株叶面积及叶绿素含量下降,而播深6 cm时地中茎过长导致出苗率下降,株高、干物质量、单株叶面积、茎粗和叶绿素含量均降低;覆土有利于提高苦荞的出苗率和根系活力,干物质量增加,地中茎适度增长,幼苗素质较不覆土高。苦荞幼苗各性状主成分分析表明,各播深处理条件下苦荞幼苗性状差异较大,覆土加剧了各处理间的分异程度。在机械播种后进行苦荞幼苗素质评价时,应选择株高、根系活力、总干物质量、根干物质量、茎粗、单株叶面积、地中茎长度适中和子叶节长度等指标,能够准确地反映苦荞幼苗素质。综合可知,采用4 cm播深和覆土最有利于提高苦荞幼苗的素质。

耕作方式、播深及覆土对机播套作小麦群体质量和产量的影响

为探讨发展丘区套作小麦机播技术配套的农艺措施,该试验分别在翻耕和免耕条件下,设置了播深(2、5、8 cm)、覆土(不覆土为对照)对小麦群体质量和产量的影响。结果表明,3种农艺措施对群体质量和产量影响大小的先后顺序是播深>耕作方式>覆土。其中播深对群体质量和产量指标的影响均达显著水平,最适播深为5 cm,8 cm次之;播深2 cm时分蘖少群体小,主要依靠主茎成穗,且干物质积累量、叶面积指数及产量显著减小。免耕优于翻耕,免耕能扩大群体,同时显著提高花后干物质积累量、有效穗数、茎蘖成穗率及产量。覆土利于群体苗期分蘖和花后干物质积累,达到显著增产效果。另外,3种农艺措施的交互作用显著。综合来看,丘区套作小麦机播技术配套的农艺措施宜选用"免耕+播深5 cm+覆土",利于优化群体质量提高整体产量水平。

砂浆锚杆锚固段锈蚀胀裂过程的数值模拟及分析

为研究砂浆锚杆锚固段的锈蚀胀裂过程,将杆体表面锈蚀产物的体积膨胀作用转化为虚拟径向位移直接作用在杆体孔洞周围,提出杆体发生均匀锈蚀和不均匀锈蚀时,根据锈蚀量确定虚拟锈胀位移的方法。用有限元软件ANSYS8.0中基于弥散固定裂缝模型的具有开裂功能的Solid65单元对砂浆锚杆锚固段保护层的锈蚀胀裂过程进行数值模拟。应用算例说明,在锈蚀量相等的情况下,杆体发生均匀锈蚀和不均匀锈蚀时,砂浆保护层的开裂程度是明显不同的,锈蚀对砂浆保护层的破坏程度是不一样的,由此提出在进行锈胀预测时均匀锈蚀假定应慎用的观点。

粘性土覆盖层下土中超孔隙水压力的动力试验研究

以土-结构动力相互作用体系的模拟地震振动台模型试验为基础,考察了粘性土覆盖层下的粉土及砂土在模拟地震中的超孔隙水压力增长规律,及其震后的短期固结行为特征。分析了覆盖层下土体在地震中的超孔隙水压力发展特征机理,并探讨了影响超孔隙水压力发展的主要因素。

旱地小麦全膜覆土播种一体机的研制

旱地小麦全膜覆土播种一体机是针对全膜覆土穴播技术而研制的,该机可一次性完成旋耕、镇压、铺膜、覆土、播种等工序。该机采取旋耕抛土与铲土板相配合的取土方式,保证了充足的土壤来源,设计了输送带链传动的输土装置、外槽轮式覆土装置,实现了膜上均匀覆土和覆土厚度的控制。设计了仿形机构,实现了穴播装置的地面仿形,并对仿形机构进行动力学仿真,分析了仿形机构的仿形效果。通过样机田间试验测定,覆土厚度的平均值为1.074 cm,覆土宽度的平均值为121.283 cm符合农艺要求,覆土的厚度、宽度的变异系数分别为23.37%和0.96%,符合设计要求。通过实验测定,旋耕镇压后的土壤容重和土壤孔隙度符合农艺要求。

厚砂土层下顶板关键块上的动态载荷传递规律

通过动态载荷传递相似模拟实验方法,得出了工作面顶板关键层动态载荷分布总体规律,揭示了厚砂土层下浅埋煤层顶板关键块上的动态载荷传递规律,为确定载荷传递因子和建立顶板动态结构理论奠定了基础。

裂纹扩展分析的无网格流形方法

运用无网格流形方法求解裂纹扩展问题。该方法利用单位分解法和有限覆盖技术建立形函数。形函数的建立不受域内不连续面的影响,可较好地求解裂纹问题。尤其当这种不连续面变得复杂时,更能显示该方法的优点。对于应变局部化问题,该方法的形函数构造较其他方法更为有效,避免了其他方法在建立试函数时不能考虑不连续尖端的缺点。与传统的数值流形方法相比,无网格流形方法的有限覆盖形状更加灵活。它可以用一系列节点的影响域来建立有限覆盖和单位分解函数,具有无网格方法的特性,从而摆脱了传统数值流形方法中网格所带来的困难。与目前的无网格方法相比,由于采用了有限覆盖技术,试函数的构造不受域内不连续面的影响,克服了原有的无网格方法在处理不连续问题时所遇到的困难。在求解裂纹扩展问题时,弹性力学基本方程的弱形式采用加权残数法获得。最后利用无网格流形方法追踪岩体试件在复杂应力状态下裂纹扩展过程。在此给出了数值算例,并将计算结果与实验结果进行对比,说明该方法的正确性和可行性。

油菜毯状苗高速移栽机覆土镇压装置结构设计

南方稻油轮作的区油菜不适宜直播,只能采用育苗移栽,然而传统人工移栽效率低、成本高。为提高效率,设计毯状苗高速移栽机。覆土镇压装置是毯状苗高速移栽机的重要部件,对于成苗率至关重要。针对覆土镇压装置进行理论分析和结构设计,并且通过田间试验验证本次设计的覆土镇压装置效果良好,能够满足农艺需求,减少了传统油菜移栽劳动强度,提高了效率。

公路特长箱涵结构受力特性及施工方案分析

为分析公路特长箱涵顶进施工中结构及涵顶覆土的力学作用特性,结合广东梅河高速公路工程实例,建立公路特长箱涵顶进施工三维有限元模型,对比分析不同顶进长度和减阻措施工况条件下箱涵结构及覆土的应力应变变化规律,并对公路特长箱涵顶进施工方案进行了总结。结果表明,在其他工况相同条件下,随着顶进长度增加,箱涵顶板和底板的应力应变呈"台阶"状变化趋势,腹板亦呈现相同变化趋势,涵顶覆土沉降量呈不断减小变化趋势;随着摩阻系数增大,箱涵结构应力应变亦随之增大,采用减阻措施箱涵的涵顶覆土沉降量比不采用减阻措施的小,且采用石蜡+机油混合物减阻效果更好。建议涵节设计长度宜为4~6 m,工作坑横截面宜设计为倒"梯形"坑壁且采用1∶0.8坡率,后背墙宜采用钢筋混凝土重力式结构。

填埋场腾发封顶系统中的水分运移分析

从腾发封顶系统工作机制出发,依据Penman公式从能量角度计算潜在腾发量,然后依次分析和求解植被截留量、土面蒸发量、植被蒸腾量和地表径流量,从而求得净入渗量;并将净入渗量作为条件边界,选取典型参数建立腾发封顶的非饱和渗流模型,分析得到封顶内的水分运移规律,并对其性能进行评价。分析结果表明,蒸发蒸腾对该类型封顶中的水分运移起着决定性作用,封顶中浅部土体含水量受降雨和腾发作用影响显著,底部含水量基本不发生变化,起蓄水–释水作用的主要是植被根系发育区。在所考虑的气候条件下,植被良好、根系深度50cm、总厚度为120cm的腾发封顶系统的累积透水量很小,完全能满足设计要求,其减小降雨入渗的性能优于传统压实黏土封顶。

公路边坡不同植被覆盖土壤机械组成及抗蚀性分析

[目的]分析不同植被覆盖对公路边坡土壤机械组成和抗蚀性的影响。[方法]以乔木、乔草、乔灌草和草地模式土壤为研究对象,依据卡钦斯基制土壤粒径分级标准分析土壤机械组成,在单一指标抗蚀性分析的基础上,构建土壤抗蚀性评价指标体系,并基于熵权法计算土壤抗蚀性综合指数,综合评价其抗蚀性差异。[结果]公路边坡不同植被土壤理化性质差异显著,乔草和乔灌草模式能够有效改良土壤理化性质;乔灌草模式土壤颗粒组成排序为砂粒>粗粉粒>中细粉粒>黏粒,乔木、乔草和草地植被模式的土壤颗粒组成排序为砂粒>中细粉粒>粗粉粒>黏粒;不同植被覆盖土壤水稳性团聚体含量的比重排序为乔灌草>草地>乔草>乔木,分形维数排序为乔木>乔草>草地>乔灌草,平均重量直径排序为草地>乔灌草>乔木>乔草,土壤水稳性指数的排序为乔草>乔灌草>草地>乔木,土壤抗蚀性指数排序为乔灌草>乔草>草地>乔木,乔灌草模式土壤抗蚀性指数最大,表明其为公路边坡土壤的最佳护坡植被模式。[结论]研究结果可为改善公路边坡土壤结构、提高其土壤抗蚀性能力提供参考依据。

西北风蚀区植被覆盖防治土壤退化的机理及研究进展

土壤退化是制约西北地区环境质量和农业可持续发展的主要因素.本文简要介绍了土壤退化的概念、产生原因、分类;西北地区产生土壤退化的缘由、类型和现状;详细阐述了植被覆盖防止土壤退化的机理及研究进展;最后,提出了在该领域今后研究的方向.

沉沙池不同土壤厚度与层次结构的作物种植模式研究

该研究将沉沙池覆淤土壤层次和厚度结构作为主要因素,覆淤方式和供水方式作为次要因素,采用多因素混合水平正交试验方法,经过连续三年的冬小麦、夏玉米种植试验,测定不同年份作物的产量,分析作物增产的机理。

滴灌对农田土壤N2O排放的影响效应及作用机制

文章综述了滴灌对农田N2O排放所产生的可能影响，并从灌水、施氮、作物覆盖以及土壤非生物因子等角度分别阐述了滴灌条件下这些因子对N2O排放的驱动效应与作用机制。总结了目前相关研究工作中的不足，指出未来需要加强：（1）不同区域不同气候特征下促使N20减排的水分和养分阈值范围研究；（2）不同驱动因子之间的综合效应研究；（3）多年滴灌长时间尺度的累积效应研究；（4）作物-土壤系统以及微生物驱动机制研究。

小流域土壤养分流失机理与土地覆盖格局演变

小流域土壤养分流失与土地利用格局演变关系的研究作为陆地-大气相互作用、全球变化等研究的主要基础内容,是一个正在形成的、具有综合性和交叉性的学科生长点。论述了该项研究的重要性、小流域土壤养分流失机理与土地覆盖格局演变的关系、小流域土壤养分流失模型和今后的研究展望,以期推动土壤环境科学的发展。