玉米根茬和土壤相互作用的力学特性研究
玉米根茬论文 抗拉特性论文 抗剪特性论文 根土复合体论文
论文详情
玉米在我国的大面积种植,使得秸秆直燃发电具有广阔发展前景。玉米根茬与土壤的分离状况直接影响着直燃发电的效率和水土流失的防治,可见对根茬特性的研究是极为重要的。该项研究通过对玉米根茬拉伸试验和三轴压缩试验,研究了玉米根茬抗拉力学特性、抗剪特性以及不同因素的影响效果,旨在对玉米根茬收获机械、农业耕作部件的设计提供一些参考依据。玉米根茬在外力的加载作用下,最大抗拉力随着根径的增加而增大,并呈显著的幂函数正相关关系;单根抗拉强度与根径呈幂函数反相关关系。玉米单根的应力应变曲线初期表现出较好的线弹性关系,单根呈显著的弹性变形,当应力超过弹性极限后,单根进入塑性变形,曲线较为平缓。标距、加载速率、采样时间是影响玉米单根抗拉特性的三个重要因素。随着标距的增加,单根最大抗拉力和抗拉强度逐渐减小,根径越大,不同标距单根最大抗拉力的差异越大,抗拉强度的表现与其相反;加载速率越大,最大抗拉力与抗拉强度越小,根径越大,不同加载速率下单根最大抗拉力的差别越明显,抗拉强度的表现与其相反;在不同的季节下,同一根径时,玉米单根在10月秋季的最大抗拉力和抗拉强度均大于4月春季,随着根径的增大,不同季节单根最大抗拉力和抗拉强度的差异也增大。玉米根土复合体的应力-应变关系呈非线性增长,表现出较为明显的弹塑性材料的特性;根土复合体在不同试验条件下的抗剪强度和黏聚力均大于素土;随着土壤含水量的增加,根土复合体的抗剪强度和粘聚力表现为减小的趋势,而根土复合体的内摩擦角的变化不明显;根土复合体的抗剪强度、黏聚力和内摩擦角均随着土壤干密度的增加而增大;复合根的抗剪强度和粘聚力>垂直根>水平根>素土;随着根径的增加,根土复合体的抗剪强度、粘聚力以及内摩擦角均呈增大的趋势。由极限主应力差增长率与围压3的关系可见,根系在浅表层的固土效果明显,而对于较深的土层,其固土效果明显下降。玉米根茬收获机械在降低挖掘根茬时的功率消耗且保留大量根茬的要求,应选择土壤含水率较高的时候进行挖掘,且挖掘的深度应适当。
摘要 | 第4-6页 |
Abstract | 第6-7页 |
第1章 绪论 | 第12-22页 |
1.1 研究目的和意义 | 第12-13页 |
1.2 国内外研究现状 | 第13-20页 |
1.2.1 单根抗拉特性研究 | 第15-18页 |
1.2.1.1 根径与根系抗拉力、抗拉强度 | 第15-16页 |
1.2.1.2 根系的变形 | 第16-17页 |
1.2.1.3 根系应力-应变关系比较 | 第17-18页 |
1.2.2 根土复合体抗剪特性的研究 | 第18-20页 |
1.3 存在的问题和发展趋势 | 第20-21页 |
1.3.1 存在问题 | 第20页 |
1.3.2 发展趋势 | 第20-21页 |
1.4 研究内容 | 第21-22页 |
第2章 玉米根茬采样和土壤参数 | 第22-30页 |
2.1 取样地概况 | 第22-23页 |
2.1.1 地理位置 | 第22页 |
2.1.2 地表形态 | 第22-23页 |
2.1.3 气候条件 | 第23页 |
2.2 研究对象及采样 | 第23-25页 |
2.3 土壤参数 | 第25-29页 |
2.4 小结 | 第29-30页 |
第3章 玉米单根抗拉特性及其影响因素研究 | 第30-52页 |
3.1 试验仪器、试验材料、试验方法 | 第30-34页 |
3.1.1 试验仪器 | 第30-32页 |
3.1.2 试验材料 | 第32-33页 |
3.1.3 试验方法 | 第33页 |
3.1.4 试验方案 | 第33-34页 |
3.2 玉米单根的抗拉特性 | 第34-45页 |
3.2.1 单根最大抗拉力与根径关系 | 第34-35页 |
3.2.2 单根抗拉强度与根径关系 | 第35-36页 |
3.2.3 单根的应力与应变关系 | 第36-41页 |
3.2.3.1 不同根径的应力与应变关系 | 第37-39页 |
3.2.3.2 相同根径的应力与应变关系 | 第39-40页 |
3.2.3.3 相同标距的应力与应变关系 | 第40-41页 |
3.2.4 单根断裂伸长率 | 第41-42页 |
3.2.5 单根弹性模量 | 第42-45页 |
3.2.5.1 不同标距的弹性模量与根径关系 | 第43-45页 |
3.3 玉米单根抗拉特性的影响因素 | 第45-51页 |
3.3.1 标距 | 第45-48页 |
3.3.1.1 不同标距最大抗拉力与根径关系 | 第45-46页 |
3.3.1.2 不同标距抗拉强度与根径关系 | 第46-48页 |
3.3.2 加载速率 | 第48-49页 |
3.3.2.1 不同加载速率最大抗拉力与根径关系 | 第48-49页 |
3.3.2.2 不同加载速率抗拉强度与根径关系 | 第49页 |
3.3.3 采样时间 | 第49-51页 |
3.4 小结 | 第51-52页 |
第4章 玉米根土复合体抗剪特性及其影响因素研究 | 第52-80页 |
4.1 试验仪器、试验材料、试验方法 | 第52-57页 |
4.1.1 试验仪器 | 第52页 |
4.1.2 试验土样 | 第52-53页 |
4.1.3 试验根系 | 第53页 |
4.1.4 试样制备 | 第53-54页 |
4.1.4.1 扰动土试样的备样 | 第53页 |
4.1.4.2 扰动土试样的制样 | 第53-54页 |
4.1.5 试验设计 | 第54-57页 |
4.2 根土复合体抗剪特性分析 | 第57-62页 |
4.3 根土复合体强度及其影响因素分析 | 第62-76页 |
4.3.1 影响根土复合体强度特性的因素 | 第62-75页 |
4.3.2 根土复合体极限主应力差因素分析 | 第75-76页 |
4.4 对于各个影响因素的评价 | 第76-79页 |
4.4.1 含根方式对根土复合体强度的影响 | 第77页 |
4.4.2 根径对根土复合体强度的影响 | 第77-78页 |
4.4.3 干密度对根土复合体强度的影响 | 第78页 |
4.4.4 含水率对根土复合体强度的影响 | 第78页 |
4.4.5 围压对根土复合体强度的影响 | 第78-79页 |
4.5 小结 | 第79-80页 |
第5章 结论与展望 | 第80-82页 |
5.1 结论 | 第80-81页 |
5.2 展望 | 第81-82页 |
参考文献 | 第82-90页 |
导师及作者简介 | 第90-92页 |
致谢 | 第92页 |
论文购买
论文编号
ABS588732,这篇论文共92页
会员购买按0.30元/页下载,共需支付
27.6。
不是会员,
注册会员!
会员更优惠
充值送钱!
直接购买按0.5元/页下载,共需要支付
46。
只需这篇论文,无需注册!
直接网上支付,方便快捷!
相关论文