一种用于测定根系力学特征的实验装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于测定根系力学特征的实验装置，包括支架本体、电机、移动轨道、移动横梁、挂钩、夹具和箱体，在所述支架本体顶部的两端分别设置有所述电机，并且每个所述电机通过所述支架本体上设置的通孔与所述移动轨道连接，所述左右两端的移动轨道分别与所述支架本体的左右两侧壁固定连接；所述移动横梁的两端分别与固定于所述支架本体左右两侧的所述移动轨道相连，在所述移动横梁上设置了所述挂钩，同时所述挂钩的另一端与所述夹具相连，在所述夹具下方放置所述箱体。因此，本实用新型能够专门适用于测定根系与土体之间摩擦特性试验的装置。
【专利说明】一种用于测定根系力学特征的实验装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及机械领域，特别是指一种用于测定根系力学特征的实验装置。
【背景技术】
[0002]在过去，由于我国对水土资源的重要性认识不足，对森林的过度砍伐以及对资源的过度开发使我国面临严重的水土流失问题。由水土流失问题造成的各种地质灾害对我国的民生与经济发展十分不利。2012年云南彝良发生地震后引起的一系列山体滑坡造成数十人遇难，2万多间房屋受损或倒塌，500多所学校受损，使当地校舍安全水平倒退20年。近年来，随着国民经济的发展，人民对水土保护的意识也在逐渐加强。到目前已经发展出多种治理水土流失防止山体滑坡的措施，其中生物措施尤其被广为利用。采用生物措施治理土体滑坡将边坡工程与生态恢复有机结合，不但能够保持水土防护滑坡，还能保护生态环境以及美化环境，使人与自然和谐共处，有效解决经济发展与环境保护之间的矛盾。
[0003]长期的科学研究与实践已经证明，生物措施是治理水土流失、防止山体滑坡的最有效措施。植物根系作为植物生命活动的重要器官，在治理水土流失的生物措施中起着至关重要的作用。植物根系与土壤间的物理作用过程涉及一系列力学问题。因此，研究植物根系固土力学机制对进行生物措施治理水土保持和防止土体滑坡具有重要作用。通过植物根系对土壤的锚固作用，植物根系像抗滑桩一样分布在边坡或山体的脆弱滑动面防止滑坡。根-土复合体作为一种植物根系固持土体的力学模型，其中植物根系与土体的相互作用可以看作是根-土复合体的内力，这种内力不考虑其在根-土复合体的应力应变之中，而是对整个根-土复合体的特性产生作用。
[0004]目前，林木的根系研究工作主要是关注于林木根系生物量以及根系与土壤环境相互作用等等领域。其中，根系和土壤环境相互作用领域中的林木根系与土壤接触界面上的摩擦锚固性能的研究，直接决定了根土复合体的内部稳定性。植物根系的抗拉拔力是表征植物根系固持土体力学作用机理的一个重要参数。当土体遭受破坏产生滑动面时，植物根系的较大变形可以将植物根系所受到的拉拔力传递到稳定的深层土体，也可以将植物根系所受的拉拔力转化为植物根系的侧向摩擦阻力而降低植物根系本身所受到的拉拔力，这样即可增加植物根系固持土体的能力。而在现有的技术当中，没有一个完全针对能够进行测定根系与土体之间摩擦特性试验的支架。
实用新型内容
[0005]有鉴于此，本实用新型的目的在于提出一种用于测定根系力学特征的实验装置，能够专门适用于测定根系与土体之间摩擦特性试验的装置。
[0006]基于上述目的本实用新型提供的一种用于测定根系力学特征的实验装置，包括支架本体、电机、移动轨道、移动横梁、挂钩、夹具和箱体，在所述支架本体顶部的两端分别设置有所述电机，并且每个所述电机通过所述支架本体上设置的通孔与所述移动轨道连接，所述左右两端的移动轨道分别与所述支架本体的左右两侧壁固定连接；所述移动横梁的两端分别与固定于所述支架本体左右两侧的所述移动轨道相连，在所述移动横梁上设置了所述挂钩，同时所述挂钩的另一端与所述夹具相连，在所述夹具下方放置所述箱体。
[0007]可选地，所述用于测定根系力学特征的实验装置还包括支撑架，所述箱体通过所述支撑架与地面接触。
[0008]进一步地，所述支撑架包括上支撑板、下支撑板和设置在上、下支撑板之间的支撑架，所述支撑架呈X形，该支撑架的上端与所述上支撑板的底面铰接，该支撑架的下端通过螺母与所述下支撑板上设置的丝杠配合，并且所述丝杠的一端设有摇柄。
[0009]进一步地，所述夹具为两片钢板，所述两片钢板之间通过至少两组螺钉、螺母连接。
[0010]可选地，所述的箱体为对称箱体。
[0011]可选地，在所述箱体的上盖上设置有孔，该孔的最窄处要比待测的根系最宽处大。
[0012]进一步地，所述孔设置在该箱体上盖的中心位置。
[0013]进一步地，所述箱体的一侧板设计为能够拆装，其它侧板与所述箱体为一体。
[0014]进一步地,在距离所述夹具下方50mm处放置所述箱体。
[0015]进一步地，所述箱体采用有机玻璃或者钢板制成。
[0016]从上面所述可以看出，本实用新型提供的用于测定根系力学特征的实验装置，通过在所述支架本体顶部的两端分别设置有所述电机，并且每个所述电机通过所述支架本体上设置的通孔与所述移动轨道连接，所述左右两端的移动轨道分别与所述支架本体的左右两侧壁固定连接；所述移动横梁的两端分别与固定于所述支架本体左右两侧的所述移动轨道相连，在所述移动横梁上设置了所述挂钩，同时所述挂钩的另一端与所述夹具相连，在所述夹具下方放置所述箱体。从而，本发明所述的用于测定根系力学特征的实验装置能够为根系与土体之间摩擦特性试验提供可靠地试验环境。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型实施例一种用于测定根系力学特征的实验装置的示意图；
[0018]图2为本实用新型实施例箱体的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。
[0020]参阅图1所示，为本实用新型实施例一种用于测定根系力学特征的实验装置的示意图，所述的用于测定根系力学特征的实验装置包括支架本体101、电机102、移动轨道103、移动横梁104、挂钩105、夹具106和箱体107。在实施例中，支架本体101呈倒U型，较佳地,支架本体101与地面相接触的端部设计为宽于支架本体101的其他部分，能够更为稳定地支撑整个所述的试验装置。在支架本体101顶部的两端分别设置有电机102，并且每个电机102通过支架本体101上设置的通孔与移动轨道103连接。优选地，为了使设置的两个移动轨道103固定牢靠，左右两端的移动轨道103分别与支架本体101的左右两侧壁固定连接。移动横梁104的两端分别与固定于支架本体101左右两侧的移动轨道103相连，移动横梁104可以在移动轨道103的轨道路线上进行上下运动。优选地，移动轨道103设计为螺杆，移动横梁104的两端分别固定卡在该螺杆上，在电机102的作用下使螺杆旋转，带动移动横梁104上下运动。在移动横梁104上设置了挂钩105，同时挂钩105的另一端与夹具106相连。在本实施例中，在距离夹具106下方50mm处放置箱体107。
[0021]作为本实用新型的另一个实施例，所述用于测定根系力学特征的实验装置还包括支撑架108，箱体107通过支撑架108与地面接触。较佳地，支撑架108设计有可以进行升降调节的装置。优选地，支撑架108包括上支撑板、下支撑板和设置在上、下支撑板之间的支撑架。其中，支撑架呈X形，该支撑架的上端与上支撑板的底面铰接，该支撑架的下端通过螺母与下支撑板上设置的丝杠配合，并且该丝杠的一端设有摇柄。支撑架108在调节高度时摇动摇柄，带动丝杠转动，丝杠与支撑架下端之间的螺母分别设计为左旋螺母、右旋螺母，因而螺纹运动方向相反，导致X形支撑架的底端距离增大或缩小，从而改变X形支撑架的高度。
[0022]另外，夹具106为两片钢板，两片钢板之间通过至少两组螺钉、螺母连接，夹具106可以根据待测根系的不同来进行紧实度的调整。
[0023]参阅图2所示,为本实用新型实施例箱体的结构示意图,所述的箱体107为对称箱体。其中，在箱体107的上盖201上设置有孔202，孔202的最窄处要比待测的根系最宽处大。在本实施例中，孔202为长方形，宽10mm、高40mm，该设计可以满足一般情况下的待测根系的大小。优选地，孔202设置在该上盖201的中心位置。另外，所述箱体107的一侧板可以拆装，其它侧板与箱体107为一体。该侧板拆卸后，通过该侧面向箱体107进行填土、埋根和击实。
[0024]需要说明的是，所述的箱体可以采用有机玻璃制成，从而在进行根系与土体之间摩擦特性试验时,可以通过有机玻璃制成的箱体观察拉拔时根系与土体之间的试验情况。当然，所述的箱体还可以采用钢板制成，钢板制成的箱体耐力非常好。
[0025]在进行根系与土体之间摩擦特性试验时，通过拆卸该侧板进行填土、击实，然后再填土、击实，不断地进行填土、击实。当然，在一次一次的填土、击实的过程中，还需要将根系一端埋入到土体中，另一端穿出孔202。从而，形成我们试验中所需要的根系与土体之间的密实度。而所述用于测定根系力学特征的实验装置在用于根系与土体之间摩擦特性试验时，该试验根系一部分被土体掩埋，而根系另一部分穿出孔202。106通过孔202对埋入箱体107 土体中的根系进行摩擦特性试验，即对该根系进行拉拔。可以看出，本实用新型的箱体107为了进行根系与土体之间摩擦特性试验，设计成从侧面进行埋土、埋根以及击实，从箱体107的上盖201进行拉拔工作。
[0026]由此可以看出，本实用新型提出的一种用于测定根系力学特征的实验装置，创造性的设计出了在支架本体顶部的两端分别设置有所述电机，并且每个电机通过支架本体上设置的通孔与移动轨道连接；移动横梁的两端分别与固定于所述支架本体左右两侧的移动轨道相连；在移动横梁上设置了挂钩，同时挂钩的另一端与夹具相连，在夹具下方放置所述箱体；与此同时，设计巧妙、便于试验人员的操作，提高了其试验效率；而且，所述适用范围针对根系拉拔试验而设计；与此同时，试验人员操作简便，省时省力；最后，整个所述的用于测定根系力学特征的实验装置结构简单，易于使用。
[0027]所属领域的普通技术人员应当理解:以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种用于测定根系力学特征的实验装置，其特征在于，包括支架本体、电机、移动轨道、移动横梁、挂钩、夹具和箱体，在所述支架本体顶部的两端分别设置有所述电机，并且每个所述电机通过所述支架本体上设置的通孔与所述移动轨道连接，所述左右两端的移动轨道分别与所述支架本体的左右两侧壁固定连接；所述移动横梁的两端分别与固定于所述支架本体左右两侧的所述移动轨道相连，在所述移动横梁上设置了所述挂钩，同时所述挂钩的另一端与所述夹具相连，在所述夹具下方放置所述箱体。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述用于测定根系力学特征的实验装置还包括支撑架，所述箱体通过所述支撑架与地面接触。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述支撑架包括上支撑板、下支撑板和设置在上、下支撑板之间的支撑架，所述支撑架呈X形，该支撑架的上端与所述上支撑板的底面铰接，该支撑架的下端通过螺母与所述下支撑板上设置的丝杠配合，并且所述丝杠的一端设有摇柄。
4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，所述夹具为两片钢板，所述两片钢板之间通过至少两组螺钉、螺母连接。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的箱体为对称箱体。
6.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于，在所述箱体的上盖上设置有孔，该孔的最窄处要比待测的根系最宽处大。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述孔设置在该箱体上盖的中心位置。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述箱体的一侧板设计为能够拆装，其它侧板与所述箱体为一体。
9.根据权利要求1至8任意一项所述的装置，其特征在于，在距离所述夹具下方50mm处放置所述箱体。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述箱体采用有机玻璃或者钢板制成。
【文档编号】G01N19/00GK203720061SQ201420041875
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年1月22日 优先权日:2014年1月22日
【发明者】陈丽华, 冀晓东, 赵红华, 李长暄 申请人:北京林业大学