一種可控壓力的根土拉拔實驗裝置的制造方法
【技術領域】
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[0001]本發(fā)明涉及一種根土拉拔實驗裝置，尤其涉及一種可控壓力的根土拉拔實驗裝置。
【背景技術】
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[0002]據(jù)調查，目前我國水土流失面積356.92萬平方千米，其中水力侵蝕面積161.22萬平方千米，風力侵蝕面積195.70萬平方千米。水土流失導致大量的土地退化，造成生態(tài)環(huán)境惡化。人們治理水土流失主要采取生物措施、工程措施、耕作措施和法律法規(guī)的保障措施。生物措施中植物根系發(fā)揮著非常重要的作用。一般認為，土是可承受壓力的材料，但承受拉力和剪力的能力很差，而土壤中的根系可以承受一定的拉力，植物粗根可以像鋼筋一樣扎入深層土壤起到錨固作用，細根則形成根系網起到加筋作用，根系的錨固和加筋作用大大的提高土體的抗拉和抗剪能力。因此，植物固土抗蝕主要是通過根系實現(xiàn)的。當根土復合體受到剪切力時根土發(fā)生錯動，根系通過根土界面的摩擦作用，把土中的剪應力轉化成為根的拉應力，從而增強了根土復合體的抗剪強度，進而具有了固沙固土能力。根系與土體界面作用特性決定著根土復合體的內部穩(wěn)定性，研究植物根系與土體界面作用特性是研究根系固土機制關鍵。
[0003]目前，對于植物根土界面相互作用的研究主要通過直剪實驗和單根拉拔實驗。直剪實驗可以控制界面荷載，但是不能模擬根系受拉漸變過程對摩擦阻力的影響，且操作步驟繁瑣，耗時較長:現(xiàn)有拉拔實驗不能控制土樣荷載，且單側加壓的方式會使土樣中的根變彎，影響實驗結果。

【發(fā)明內容】

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[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種可控壓力的根土拉拔實驗裝置。
[0005]本發(fā)明由如下技術方案實施:一種可控壓力的根土拉拔實驗裝置，其包括設有通槽的底板，在所述底板的底面上固定設有底座，在所述通槽處的所述底板頂面上沿通槽方向固定設有中空的固定管，所述固定管的頂端和底端沿長度方向分別設有兩個固定管槽；在所述固定管的內腔滑動套裝有中空的土樣管，在所述土樣管的管壁上對稱設有兩個通孔;在所述固定管管口外側的所述底板頂面上分別豎直設有一塊側板;在所述側板上水平轉動設有絲桿，在所述絲桿靠近所述固定管的一端設有擠壓塊;所述擠壓塊滑動置于所述土樣管內腔;在所述固定管與所述側板之間的所述底板頂面設有力學傳感器，所述力學傳感器與所述擠壓塊連接。
[0006]進一步的，所述側板上設有螺母，所述絲桿套設于所述螺母內。
[0007]進一步的，在所述擠壓塊的外壁上設有連接頭，所述絲桿的一端轉動固定在所述連接頭內，所述絲桿的另一端固定設有絲桿手柄。
[0008]進一步的，所述土樣管為方管或圓管。
[0009]進一步的，所述固定管為方管或圓管。
[0010]實驗時，將所述底座固定于萬能實驗機的下夾具上，將填充有土樣和插有實驗根樣的所述土樣管放入所述固定管內；所述實驗根樣的兩端分別從兩個所述通孔伸出，所述實驗根樣的一端伸出到所述固定管頂端的所述固定管槽外，并夾持于所述萬能實驗機的上夾具上;所述土樣管的兩端由所述擠壓塊封口，轉動所述絲桿使所述土樣達到預載壓力，即可對所述實驗根樣進行拉拔實驗。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點:
[0012]1、本發(fā)明通過土樣管兩端的擠壓塊對土樣進行水平施壓，所施壓力由力學傳感器實時監(jiān)控，可保證外加載荷的情況下實驗根樣不被壓彎，同時控制萬能實驗機進行根土拉拔實驗，有效模擬植物根土界面相互作用。
[0013]2、本發(fā)明土樣管與固定管相互分離，可在拉拔實驗之前預先制備一定量的特定干密度和含水率的土樣，進而批量實驗，節(jié)約了實驗時間，提高了實驗效率。
【附圖說明】
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[0014]圖1為實施例1一種可控壓力的根土拉拔實驗裝置俯視圖；
[0015]圖2為實施例1一種可控壓力的根土拉拔實驗裝置主視圖；
[0016]圖3為圖2的A-A視圖；
[0017]圖4為實施例1一種可控壓力的根土拉拔實驗裝置使用示意圖；
[0018]圖5為實施例1一種可控壓力的根土拉拔實驗裝置使用狀態(tài)局部剖視圖；
[0019]圖6為實施例2—種可控壓力的根土拉拔實驗裝置示意圖；
[0020]圖7為實施例3—種可控壓力的根土拉拔實驗裝置示意圖；
[0021 ]圖8為實施例4一種可控壓力的根土拉拔實驗裝置示意圖。
[0022]圖中:底板1，底座2，固定方管3，通槽4，土樣方管5，通孔6，側板7，螺母8，絲桿9，擠壓塊10，連接頭11，絲桿手柄12，力學傳感器13，下夾具14，土樣15，實驗根樣16，上夾具17，固定圓管18，土樣圓管19。
【具體實施方式】
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[0023]實施例1:
[0024]一種可控壓力的根土拉拔實驗裝置，其包括設有通槽20的底板1，在底板1的底面上固定設有底座2，在通槽20處的底板1頂面上沿通槽20方向固定設有中空的固定方管3，固定方管3的頂端和底端沿長度方向分別設有兩個固定管槽4;在固定方管3的內腔滑動套裝有中空的土樣方管5，在土樣方管5的管壁上對稱設有兩個通孔6;在固定方管5管口外側的底板1頂面上分別豎直設有一塊側板7;在側板7上設有螺母8，在螺母8內轉動套設有絲桿9，在絲桿9靠近固定方管3的一端設有擠壓塊10;擠壓塊10滑動置于土樣方管5的內腔，在擠壓塊10的外壁上設有連接頭11，絲桿9的一端轉動固定在連接頭11內，絲桿9的另一端固定設有絲桿手柄12;在固定方管3與側板7之間的底板1頂面上設有力學傳感器13，力學傳感器13與擠壓塊10連接。
[0025]實驗時，將底座2固定于萬能實驗機的下夾具14上，將填充有土樣15和插有實驗根樣16的土樣方管5放入固定方管3內；實驗根樣16的兩端分別從兩個通孔6伸出，實驗根樣16的一端伸出到固定方管3頂端的固定管槽4外，并夾持于萬能實驗機的上夾具17上;土樣方管5的兩端由擠壓塊10封口，轉動絲桿9使土樣15達到預載壓力，即可對實驗根樣16進行拉拔實驗。
[0026]實施例2:—種可控壓力的根土拉拔實驗裝置，其包括設有通槽20的底板1，在底板1的底面上固定設有底座2，在通槽20處的底板1頂面上沿通槽20方向固定設有中空的固定圓管18，固定圓管18的頂端和底端沿長度方向分別設有兩個固定管槽4;在固定圓管18的內腔滑動套裝有中空的土樣方管5，在土樣方管5的管壁上對稱設有兩個通孔6;在固定方管5管口外側的底板1頂面上分別豎直設有一塊側板7;在側板7上設有螺母8，在螺母8內轉動套設有絲桿9，在絲桿9靠近固定圓管18的一端設有擠壓塊10;擠壓塊10滑動置于土樣方管5的內腔，在擠壓塊10的外壁上設有連接頭11，絲桿9的一端轉動固定在連接頭11內，絲桿9的另一端固定設有絲桿手柄12;在固定圓管18與側板7之間的底板1頂面上設有力學傳感器13，力學傳感器13與擠壓塊10連接。
[0027]實施例3:—種可控壓力的根土拉拔實驗裝置，其包括設有通槽20的底板1，在底板1的底面上固定設有底座2，在通槽20處的底板1頂面上沿通槽20方向固定設有中空的固定方管3，固定方管3的頂端和底端沿長度方向分別設有兩個固定管槽4;在固定方管3的內腔滑動套裝有中空的土樣圓管19，在土樣圓管19的管壁上對稱設有兩個通孔6;在固定方管5管口外側的底板1頂面上分別豎直設有一塊側板7;在側板7上設有螺母8，在螺母8內轉動套設有絲桿9，在絲桿9靠近固定方管3的一端設有擠壓塊10;擠壓塊10滑動置于土樣圓管19的內腔，在擠壓塊10的外壁上設有連接頭11，絲桿9的一端轉動固定在連接頭11內，絲桿9的另一端固定設有絲桿手柄12;在固定方管3與側板7之間的底板1頂面上設有力學傳感器13，力學傳感器13與擠壓塊10連接。
[0028]實施例4:一種可控壓力的根土拉拔實驗裝置，其包括設有通槽20的底板1，在底板1的底面上固定設有底座2，在通槽20處的底板1頂面上沿通槽20方向固定設有中空的固定圓管18，固定圓管18的頂端和底端沿長度方向分別設有兩個固定管槽4;在固定圓管18的內腔滑動套裝有中空的土樣圓管19，在土樣圓管19的管壁上對稱設有兩個通孔6;在固定方管5管口外側的底板1頂面上分別豎直設有一塊側板7;在側板7上設有螺母8，在螺母8內轉動套設有絲桿9，在絲桿9靠近固定圓管18的一端設有擠壓塊10;擠壓塊10滑動置于土樣圓管19的內腔，在擠壓塊10的外壁上設有連接頭11，絲桿9的一端轉動固定在連接頭11內，絲桿9的另一端固定設有絲桿手柄12;在固定圓管18與側板7之間的底板1頂面上設有力學傳感器13，力學傳感器13與擠壓塊10連接。
【主權項】
1.一種可控壓力的根土拉拔實驗裝置，其特征在于，其包括設有通槽的底板，在所述底板的底面上固定設有底座，在所述通槽處的所述底板頂面上沿通槽方向固定設有中空的固定管，所述固定管的頂端和底端沿長度方向分別設有兩個固定管槽;在所述固定管的內腔滑動套裝有中空的土樣管，在所述土樣管的管壁上對稱設有兩個通孔;在所述固定管管口外側的所述底板頂面上分別豎直設有一塊側板;在所述側板上水平轉動設有絲桿，在所述絲桿靠近所述固定管的一端設有擠壓塊;所述擠壓塊滑動置于所述土樣管內腔;在所述固定管與所述側板之間的所述底板頂面設有力學傳感器，所述力學傳感器與所述擠壓塊連接。2.根據(jù)權利要求1所述一種可控壓力的根土拉拔實驗裝置，其特征在于，所述側板上設有螺母，所述絲桿套設于所述螺母內。3.根據(jù)權利要求1所述一種可控壓力的根土拉拔實驗裝置，其特征在于，在所述擠壓塊的外壁上設有連接頭，所述絲桿的一端轉動固定在所述連接頭內，所述絲桿的另一端固定設有絲桿手柄。4.根據(jù)權利要求1所述一種可控壓力的根土拉拔實驗裝置，其特征在于，所述土樣管為方管或圓管。5.根據(jù)權利要求1所述一種可控壓力的根土拉拔實驗裝置，其特征在于，所述固定管為方管或圓管。
【專利摘要】一種可控壓力的根土拉拔實驗裝置，其包括設有通槽的底板，在底板的底面上固定設有底座，在通槽處的底板頂面上沿通槽方向固定設有中空的固定管，固定管的頂端和底端沿長度方向分別設有固定管槽；在固定管的內腔滑動套裝有中空的土樣管，在土樣管的管壁上對稱設有兩個通孔；在固定管管口外側的底板頂面上分別豎直設有側板；在側板上水平轉動設有絲桿，在絲桿靠近固定管的一端設有擠壓塊；擠壓塊滑動置于土樣管內腔；在固定管與側板之間的底板頂面設有力學傳感器，力學傳感器與擠壓塊連接。本發(fā)明可有效模擬植物根土界面相互作用；而且土樣管與固定管相互分離，可在拉拔實驗之前預先制備特定干密度和含水率的土樣，進而批量實驗，提高實驗效率。
【IPC分類】G01N19/04, G01N19/00
【公開號】CN105486629
【申請?zhí)枴緾N201511004614
【發(fā)明人】劉靜, 朱宏慧, 張欣, 尹瑞平, 瑙珉, 蘇禹, 王晨嘉, 李有芳, 李雪松, 姚喜軍, 苑淑娟, 周丹丹, 張金龍
【申請人】內蒙古農業(yè)大學
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年12月30日