取土器取土筒入土对土壤扰动影响的试验研究——基于离散元法

土壤的获取能否保持较好的原状性对相关土壤分析结果有很大影响,因而主要研究了取土器取土筒在入土时造成土壤扰动的原因。土壤是不透明的物质,不能直接观察取土筒内部土壤的扰动情况。为探究取土筒内部土壤扰动情况,先做取土筒入土时其外壁表层土壤的扰动试验,观察试验现象并进行分析;然后运用EDEM软件对取土筒入土时外壁表层土壤进行模拟仿真,对仿真进行结果后处理,对比察看仿真结果与试验结果所得的结论是否一致,如若一致,则可用EDEM对取土筒入土时内部土壤扰动机理进行仿真分析。试验采用电动取土器,用高速摄影仪记录取土筒入土时其外壁土壤的扰动情况,试验结果和仿真结果所得结论大致相同。对取土筒内部土壤进行仿真,结果表明:①在垂直方向,土壤的上部及下部扰动较大,上部土壤容易出现向上隆起(即涌土现象),下部土壤易受挤压变形,中间土壤扰动较小。②在水平方向,从筒中轴线到筒壁,土壤扰动逐渐增大。综合垂直和水平方向的土壤扰动规律可知:筒轴线中层处的土壤原状性保持最佳,进行土壤分析时最好以此处土壤为样本进行研究。

机动取土器取土杆结构的设计

土壤成分影响着农作物的质量与产量,因而对于土壤破坏的研究与修复,是一项重要的工作。土壤的取样,有时需在土壤表面取土,有时需要在地面下某深处取样,需要一种专用取土器进行取样。为此,着重研究了机动取土器取土部分,设计了一种新的取土杆结构,使得在只需更换取土结构的情况下,满足不同规格的取土要求,以便于方便、快捷取土。同时,应用Ansys软件对其进行有限元分析,确保所设计结构的可行性。设计的取土器能满足不同规格土壤取土要求,为取土器结构设计提供了一种新思路。