湿软地面农用步行轮足壤互作力学模型研究

针对湿软地面农用步行轮足容易沉陷以及缺少相关互作力学理论等问题,对典型的足地互作承压和剪切力学模型进行了修正。首先通过设计不同刚柔足端以及构造不同湿度沙土和农田土松软地面,利用万能试验机研究了足端对湿软地面的承压以及剪切阻力-位移变化规律。其次通过EDEM离散元仿真方法探究了足端下颗粒速度场和运动趋势,用以观测湿软地面的细观行为。承压试验中,半圆柱体足端更容易破坏足端下土壤结构,其抗沉陷性能比长方体足端差。刚性与刚柔耦合足端的承压特性差异不明显。沙土地面承载力随湿度增加而提高,而农田土则相反。剪切试验中,足端剪切阻力与湿度关系不大,但都随着法向负载增加而增大。足端持续推动斜上方的土壤,有较多的土壤堆积,因此需要进一步考虑推土作用带来的影响。最后,基于承压试验数据,对典型的承压模型进行修正,补充了不同含水率沙土和农田土地面的沉陷-深度关系。基于剪切试验数据,对典型的剪切模型进行修正,得到考虑足端有推土影响的剪切阻力-位移关系,可为湿软地面步行轮足研制提供设计参考和理论依据。