机械扰动下的水稻土破碎机理研究
发布时间：2021-07-21 10:28
稻麦轮作是中国南方农业的主导种植制度,不过该系统的弊端是土壤经过稻季的灌水、沉降固结和机械压实等过程之后耕层紧实致密,无法满足稻季后的旱作小麦对疏松透气苗床的质量要求。土壤的机械耕作则能够松碎土层、改善土壤物理状况,因此是缓解水稻土紧实化的有力措施之一。然而机械的碎土过程受多方面因素的影响,包括土壤自身破碎属性以及耕作机具的设计和应用参数,因此土壤耕作力学研究的目的之一是弄清如何从粘结致密的土体出发,利用合理的外加机械应力的扰动使土壤破碎,生成理想的土壤结构体。鉴于此,机械应力扰动对土壤破碎的影响机理以及土壤受机械扰动生成的土壤结构是土壤耕作力学研究的重点。本文以水稻土为研究对象,结合土壤破碎室内试验及田间土壤的机械扰动试验,系统研究水稻土在历经不同机械扰动过程的破碎表现及所得土壤结构的状态,具体工作如下:室内冲击破碎试验系统比较重塑水稻土和黄棕壤的破碎行为,通过比冲击破碎能、土壤破碎体分形维、平均土块径和比表面积等指标反映2种土壤的破碎特征,发现土壤的重塑密度及含水率显著影响土壤的破碎程度。2种影响因素所决定的土壤破碎体分形维数处于1.5-2.5的变化区间,且随土壤密度及含水率的增大...
【文章来源】：南京农业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.3 工作假说和研究内容
1.3.1 工作假说
1.3.2 研究内容
参考文献
第二章 冲击破碎方法评价土壤的破碎性能及土壤结构性
2.1 材料方法
2.1.1 土壤的重塑方法
2.1.2 制样方法
2.1.3 冲击破碎方法
2.1.4 冲击破碎土壤破碎特征描述
2.2 结果讨论
2.2.1 最大干密度与最优含水率
2.2.2 比冲击破碎能与含水率的关系
2.2.3 平均土块径、分形维数与含水率的关系
2.2.4 比表面积与含水率的关系
2.2.5 平均土块径、分形维数、比表面积之间的线性回归分析
2.2.6 破碎比能与含水率的关系
2.3 本章小结
参考文献
第三章 田间土壤机械扰动试验平台的设计
3.1 试验平台的总体方案
3.2 试验平台设计
3.2.1 总体结构及工作原理
3.2.2 动力传递系统
3.2.3 移位装置
3.2.4 扰动机具挂接装置和扰动尺度调节装置的设计
3.3 测试系统
3.3.1 硬件
3.3.2 软件
3.3.3 测试系统布置方案
3.4 本章小结
参考文献
第四章 原位机械扰动评价水稻土破碎性能及土壤结构
4.1 材料方法
4.1.1 试验地点及土壤条件
4.1.2 试验方法
4.1.3 评价指标
4.2 结果讨论
4.2.1 土壤基础物理试验
4.2.2 机械扰动下的土壤强度
4.2.3 水稻土土壤结构和破碎能效
4.2.4 扰动尺度的归一化
4.2.5 机械扰动下的土壤结构的几何指标
4.2.6 室内冲击破碎试验与田间试验的关系
4.3 本章小结
参考文献
第五章 不同失效模式的土壤破碎体质量-尺度分布模型研究
5.1 材料方法
5.1.1 土壤样本的获取方法
5.1.2 土壤破碎体质量-尺度分布模型
5.1.3 统计分析
5.1.4 面积系数
5.2 结果讨论
5.2.1 冲击破碎土壤破碎体质量-尺度分布模型
5.2.2 铧式犁扰动下土壤破碎体质量-尺度分布模型
5.2.3 面积系数
5.3 本章小结
参考文献
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]土壤结构的数字图像分析方法与指标[J]. 高雅,丁启朔,李毅念,陆明洲,邱威,田永超. 土壤通报. 2015(03)
[2]基于虚拟植物技术的冬小麦根系3D构型测试与分析[J]. 陈信信,丁启朔,丁为民,田永超,朱艳,曹卫星. 中国农业科学. 2014(08)
[3]不同耕作方法对土壤水温动态和春玉米产量的影响[J]. 杨雪,逄焕成,李轶冰,任天志,董国豪,郭智慧,王湘峻. 中国农业大学学报. 2013(02)
[4]粘性土重塑方法分析与破碎性能比较[J]. 丁启朔,沈凤悦,丁为民,李毅念,潘根兴,姬长英. 农业机械学报. 2013(01)
[5]播种方式对稻茬小麦生长发育及产量建成的影响[J]. 李朝苏,汤永禄,吴春,黄钢. 农业工程学报. 2012(18)
[6]土壤宏观力学结构与精准耕作[J]. 丁启朔,丁为民,潘根兴,姬长英. 中国农业科学. 2012(01)
[7]信阳稻麦轮作区小麦高产障碍因子及对策研究[J]. 周国勤. 天津农业科学. 2011(05)
[8]农业机械土壤压实影响因素分析[J]. 陈浩,杨亚莉. 农机化研究. 2011(06)
[9]土壤深耕对冬小麦根系在土壤剖面分布的影响[J]. 雷友,曹国鑫,牛新胜,张宏彦. 现代农业科技. 2011(08)
[10]基于破碎行为的土壤切削实验与仿真研究[J]. 程在在,丁启朔,丁为民,孟凤英,沈凤悦. 实验技术与管理. 2011(02)
博士论文
[1]耕作力学研究的土壤结构及其评价方法[D]. 丁启朔.南京农业大学 2006
硕士论文
[1]黄土状击实土的力学性能研究[D]. 王林浩.太原理工大学 2011
[2]基于较大尺度均匀土壤基的桩基动态试验研究[D]. 汪攀峰.南京农业大学 2009
[3]粘性土壤破碎机理及分形规律研究[D]. 孟凤英.南京农业大学 2009
[4]常用跨度连续梁桥墩顶纵向水平线刚度限值研究[D]. 张迅.西南交通大学 2008
[5]现场干密度推算最大干密度方法的研究[D]. 徐顺岭.湖南大学 2002
本文编号：3294849
【文章来源】：南京农业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：104 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.3 工作假说和研究内容
1.3.1 工作假说
1.3.2 研究内容
参考文献
第二章 冲击破碎方法评价土壤的破碎性能及土壤结构性
2.1 材料方法
2.1.1 土壤的重塑方法
2.1.2 制样方法
2.1.3 冲击破碎方法
2.1.4 冲击破碎土壤破碎特征描述
2.2 结果讨论
2.2.1 最大干密度与最优含水率
2.2.2 比冲击破碎能与含水率的关系
2.2.3 平均土块径、分形维数与含水率的关系
2.2.4 比表面积与含水率的关系
2.2.5 平均土块径、分形维数、比表面积之间的线性回归分析
2.2.6 破碎比能与含水率的关系
2.3 本章小结
参考文献
第三章 田间土壤机械扰动试验平台的设计
3.1 试验平台的总体方案
3.2 试验平台设计
3.2.1 总体结构及工作原理
3.2.2 动力传递系统
3.2.3 移位装置
3.2.4 扰动机具挂接装置和扰动尺度调节装置的设计
3.3 测试系统
3.3.1 硬件
3.3.2 软件
3.3.3 测试系统布置方案
3.4 本章小结
参考文献
第四章 原位机械扰动评价水稻土破碎性能及土壤结构
4.1 材料方法
4.1.1 试验地点及土壤条件
4.1.2 试验方法
4.1.3 评价指标
4.2 结果讨论
4.2.1 土壤基础物理试验
4.2.2 机械扰动下的土壤强度
4.2.3 水稻土土壤结构和破碎能效
4.2.4 扰动尺度的归一化
4.2.5 机械扰动下的土壤结构的几何指标
4.2.6 室内冲击破碎试验与田间试验的关系
4.3 本章小结
参考文献
第五章 不同失效模式的土壤破碎体质量-尺度分布模型研究
5.1 材料方法
5.1.1 土壤样本的获取方法
5.1.2 土壤破碎体质量-尺度分布模型
5.1.3 统计分析
5.1.4 面积系数
5.2 结果讨论
5.2.1 冲击破碎土壤破碎体质量-尺度分布模型
5.2.2 铧式犁扰动下土壤破碎体质量-尺度分布模型
5.2.3 面积系数
5.3 本章小结
参考文献
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]土壤结构的数字图像分析方法与指标[J]. 高雅,丁启朔,李毅念,陆明洲,邱威,田永超. 土壤通报. 2015(03)
[2]基于虚拟植物技术的冬小麦根系3D构型测试与分析[J]. 陈信信,丁启朔,丁为民,田永超,朱艳,曹卫星. 中国农业科学. 2014(08)
[3]不同耕作方法对土壤水温动态和春玉米产量的影响[J]. 杨雪,逄焕成,李轶冰,任天志,董国豪,郭智慧,王湘峻. 中国农业大学学报. 2013(02)
[4]粘性土重塑方法分析与破碎性能比较[J]. 丁启朔,沈凤悦,丁为民,李毅念,潘根兴,姬长英. 农业机械学报. 2013(01)
[5]播种方式对稻茬小麦生长发育及产量建成的影响[J]. 李朝苏,汤永禄,吴春,黄钢. 农业工程学报. 2012(18)
[6]土壤宏观力学结构与精准耕作[J]. 丁启朔,丁为民,潘根兴,姬长英. 中国农业科学. 2012(01)
[7]信阳稻麦轮作区小麦高产障碍因子及对策研究[J]. 周国勤. 天津农业科学. 2011(05)
[8]农业机械土壤压实影响因素分析[J]. 陈浩,杨亚莉. 农机化研究. 2011(06)
[9]土壤深耕对冬小麦根系在土壤剖面分布的影响[J]. 雷友,曹国鑫,牛新胜,张宏彦. 现代农业科技. 2011(08)
[10]基于破碎行为的土壤切削实验与仿真研究[J]. 程在在,丁启朔,丁为民,孟凤英,沈凤悦. 实验技术与管理. 2011(02)
博士论文
[1]耕作力学研究的土壤结构及其评价方法[D]. 丁启朔.南京农业大学 2006
硕士论文
[1]黄土状击实土的力学性能研究[D]. 王林浩.太原理工大学 2011
[2]基于较大尺度均匀土壤基的桩基动态试验研究[D]. 汪攀峰.南京农业大学 2009
[3]粘性土壤破碎机理及分形规律研究[D]. 孟凤英.南京农业大学 2009
[4]常用跨度连续梁桥墩顶纵向水平线刚度限值研究[D]. 张迅.西南交通大学 2008
[5]现场干密度推算最大干密度方法的研究[D]. 徐顺岭.湖南大学 2002
本文编号：3294849
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