一种可控压力的根土拉拔实验装置的制造方法
【技术领域】
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[0001]本发明涉及一种根土拉拔实验装置，尤其涉及一种可控压力的根土拉拔实验装置。
【背景技术】
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[0002]据调查，目前我国水土流失面积356.92万平方千米，其中水力侵蚀面积161.22万平方千米，风力侵蚀面积195.70万平方千米。水土流失导致大量的土地退化，造成生态环境恶化。人们治理水土流失主要采取生物措施、工程措施、耕作措施和法律法规的保障措施。生物措施中植物根系发挥着非常重要的作用。一般认为，土是可承受压力的材料，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，植物粗根可以像钢筋一样扎入深层土壤起到锚固作用，细根则形成根系网起到加筋作用，根系的锚固和加筋作用大大的提高土体的抗拉和抗剪能力。因此，植物固土抗蚀主要是通过根系实现的。当根土复合体受到剪切力时根土发生错动，根系通过根土界面的摩擦作用，把土中的剪应力转化成为根的拉应力，从而增强了根土复合体的抗剪强度，进而具有了固沙固土能力。根系与土体界面作用特性决定着根土复合体的内部稳定性，研究植物根系与土体界面作用特性是研究根系固土机制关键。
[0003]目前，对于植物根土界面相互作用的研究主要通过直剪实验和单根拉拔实验。直剪实验可以控制界面荷载，但是不能模拟根系受拉渐变过程对摩擦阻力的影响，且操作步骤繁琐，耗时较长:现有拉拔实验不能控制土样荷载，且单侧加压的方式会使土样中的根变弯，影响实验结果。
【发明内容】
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[0004]本发明的目的在于提供一种可控压力的根土拉拔实验装置。
[0005]本发明由如下技术方案实施:一种可控压力的根土拉拔实验装置，其包括设有通槽的底板，在所述底板的底面上固定设有底座，在所述通槽处的所述底板顶面上沿通槽方向固定设有中空的固定管，所述固定管的顶端和底端沿长度方向分别设有两个固定管槽；在所述固定管的内腔滑动套装有中空的土样管，在所述土样管的管壁上对称设有两个通孔;在所述固定管管口外侧的所述底板顶面上分别竖直设有一块侧板;在所述侧板上水平转动设有丝杆，在所述丝杆靠近所述固定管的一端设有挤压块;所述挤压块滑动置于所述土样管内腔;在所述固定管与所述侧板之间的所述底板顶面设有力学传感器，所述力学传感器与所述挤压块连接。
[0006]进一步的，所述侧板上设有螺母，所述丝杆套设于所述螺母内。
[0007]进一步的，在所述挤压块的外壁上设有连接头，所述丝杆的一端转动固定在所述连接头内，所述丝杆的另一端固定设有丝杆手柄。
[0008]进一步的，所述土样管为方管或圆管。
[0009]进一步的，所述固定管为方管或圆管。
[0010]实验时，将所述底座固定于万能实验机的下夹具上，将填充有土样和插有实验根样的所述土样管放入所述固定管内；所述实验根样的两端分别从两个所述通孔伸出，所述实验根样的一端伸出到所述固定管顶端的所述固定管槽外，并夹持于所述万能实验机的上夹具上;所述土样管的两端由所述挤压块封口，转动所述丝杆使所述土样达到预载压力，即可对所述实验根样进行拉拔实验。
[0011]本发明的优点:
[0012]1、本发明通过土样管两端的挤压块对土样进行水平施压，所施压力由力学传感器实时监控，可保证外加载荷的情况下实验根样不被压弯，同时控制万能实验机进行根土拉拔实验，有效模拟植物根土界面相互作用。
[0013]2、本发明土样管与固定管相互分离，可在拉拔实验之前预先制备一定量的特定干密度和含水率的土样，进而批量实验，节约了实验时间，提高了实验效率。
【附图说明】
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[0014]图1为实施例1一种可控压力的根土拉拔实验装置俯视图；
[0015]图2为实施例1一种可控压力的根土拉拔实验装置主视图；
[0016]图3为图2的A-A视图；
[0017]图4为实施例1一种可控压力的根土拉拔实验装置使用示意图；
[0018]图5为实施例1一种可控压力的根土拉拔实验装置使用状态局部剖视图；
[0019]图6为实施例2—种可控压力的根土拉拔实验装置示意图；
[0020]图7为实施例3—种可控压力的根土拉拔实验装置示意图；
[0021 ]图8为实施例4一种可控压力的根土拉拔实验装置示意图。
[0022]图中:底板1，底座2，固定方管3，通槽4，土样方管5，通孔6，侧板7，螺母8，丝杆9，挤压块10，连接头11，丝杆手柄12，力学传感器13，下夹具14，土样15，实验根样16，上夹具17，固定圆管18，土样圆管19。
【具体实施方式】
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[0023]实施例1:
[0024]一种可控压力的根土拉拔实验装置，其包括设有通槽20的底板1，在底板1的底面上固定设有底座2，在通槽20处的底板1顶面上沿通槽20方向固定设有中空的固定方管3，固定方管3的顶端和底端沿长度方向分别设有两个固定管槽4;在固定方管3的内腔滑动套装有中空的土样方管5，在土样方管5的管壁上对称设有两个通孔6;在固定方管5管口外侧的底板1顶面上分别竖直设有一块侧板7;在侧板7上设有螺母8，在螺母8内转动套设有丝杆9，在丝杆9靠近固定方管3的一端设有挤压块10;挤压块10滑动置于土样方管5的内腔，在挤压块10的外壁上设有连接头11，丝杆9的一端转动固定在连接头11内，丝杆9的另一端固定设有丝杆手柄12;在固定方管3与侧板7之间的底板1顶面上设有力学传感器13，力学传感器13与挤压块10连接。
[0025]实验时，将底座2固定于万能实验机的下夹具14上，将填充有土样15和插有实验根样16的土样方管5放入固定方管3内；实验根样16的两端分别从两个通孔6伸出，实验根样16的一端伸出到固定方管3顶端的固定管槽4外，并夹持于万能实验机的上夹具17上;土样方管5的两端由挤压块10封口，转动丝杆9使土样15达到预载压力，即可对实验根样16进行拉拔实验。
[0026]实施例2:—种可控压力的根土拉拔实验装置，其包括设有通槽20的底板1，在底板1的底面上固定设有底座2，在通槽20处的底板1顶面上沿通槽20方向固定设有中空的固定圆管18，固定圆管18的顶端和底端沿长度方向分别设有两个固定管槽4;在固定圆管18的内腔滑动套装有中空的土样方管5，在土样方管5的管壁上对称设有两个通孔6;在固定方管5管口外侧的底板1顶面上分别竖直设有一块侧板7;在侧板7上设有螺母8，在螺母8内转动套设有丝杆9，在丝杆9靠近固定圆管18的一端设有挤压块10;挤压块10滑动置于土样方管5的内腔，在挤压块10的外壁上设有连接头11，丝杆9的一端转动固定在连接头11内，丝杆9的另一端固定设有丝杆手柄12;在固定圆管18与侧板7之间的底板1顶面上设有力学传感器13，力学传感器13与挤压块10连接。
[0027]实施例3:—种可控压力的根土拉拔实验装置，其包括设有通槽20的底板1，在底板1的底面上固定设有底座2，在通槽20处的底板1顶面上沿通槽20方向固定设有中空的固定方管3，固定方管3的顶端和底端沿长度方向分别设有两个固定管槽4;在固定方管3的内腔滑动套装有中空的土样圆管19，在土样圆管19的管壁上对称设有两个通孔6;在固定方管5管口外侧的底板1顶面上分别竖直设有一块侧板7;在侧板7上设有螺母8，在螺母8内转动套设有丝杆9，在丝杆9靠近固定方管3的一端设有挤压块10;挤压块10滑动置于土样圆管19的内腔，在挤压块10的外壁上设有连接头11，丝杆9的一端转动固定在连接头11内，丝杆9的另一端固定设有丝杆手柄12;在固定方管3与侧板7之间的底板1顶面上设有力学传感器13，力学传感器13与挤压块10连接。
[0028]实施例4:一种可控压力的根土拉拔实验装置，其包括设有通槽20的底板1，在底板1的底面上固定设有底座2，在通槽20处的底板1顶面上沿通槽20方向固定设有中空的固定圆管18，固定圆管18的顶端和底端沿长度方向分别设有两个固定管槽4;在固定圆管18的内腔滑动套装有中空的土样圆管19，在土样圆管19的管壁上对称设有两个通孔6;在固定方管5管口外侧的底板1顶面上分别竖直设有一块侧板7;在侧板7上设有螺母8，在螺母8内转动套设有丝杆9，在丝杆9靠近固定圆管18的一端设有挤压块10;挤压块10滑动置于土样圆管19的内腔，在挤压块10的外壁上设有连接头11，丝杆9的一端转动固定在连接头11内，丝杆9的另一端固定设有丝杆手柄12;在固定圆管18与侧板7之间的底板1顶面上设有力学传感器13，力学传感器13与挤压块10连接。
【主权项】
1.一种可控压力的根土拉拔实验装置，其特征在于，其包括设有通槽的底板，在所述底板的底面上固定设有底座，在所述通槽处的所述底板顶面上沿通槽方向固定设有中空的固定管，所述固定管的顶端和底端沿长度方向分别设有两个固定管槽;在所述固定管的内腔滑动套装有中空的土样管，在所述土样管的管壁上对称设有两个通孔;在所述固定管管口外侧的所述底板顶面上分别竖直设有一块侧板;在所述侧板上水平转动设有丝杆，在所述丝杆靠近所述固定管的一端设有挤压块;所述挤压块滑动置于所述土样管内腔;在所述固定管与所述侧板之间的所述底板顶面设有力学传感器，所述力学传感器与所述挤压块连接。2.根据权利要求1所述一种可控压力的根土拉拔实验装置，其特征在于，所述侧板上设有螺母，所述丝杆套设于所述螺母内。3.根据权利要求1所述一种可控压力的根土拉拔实验装置，其特征在于，在所述挤压块的外壁上设有连接头，所述丝杆的一端转动固定在所述连接头内，所述丝杆的另一端固定设有丝杆手柄。4.根据权利要求1所述一种可控压力的根土拉拔实验装置，其特征在于，所述土样管为方管或圆管。5.根据权利要求1所述一种可控压力的根土拉拔实验装置，其特征在于，所述固定管为方管或圆管。
【专利摘要】一种可控压力的根土拉拔实验装置，其包括设有通槽的底板，在底板的底面上固定设有底座，在通槽处的底板顶面上沿通槽方向固定设有中空的固定管，固定管的顶端和底端沿长度方向分别设有固定管槽；在固定管的内腔滑动套装有中空的土样管，在土样管的管壁上对称设有两个通孔；在固定管管口外侧的底板顶面上分别竖直设有侧板；在侧板上水平转动设有丝杆，在丝杆靠近固定管的一端设有挤压块；挤压块滑动置于土样管内腔；在固定管与侧板之间的底板顶面设有力学传感器，力学传感器与挤压块连接。本发明可有效模拟植物根土界面相互作用；而且土样管与固定管相互分离，可在拉拔实验之前预先制备特定干密度和含水率的土样，进而批量实验，提高实验效率。
【IPC分类】G01N19/04, G01N19/00
【公开号】CN105486629
【申请号】CN201511004614
【发明人】刘静, 朱宏慧, 张欣, 尹瑞平, 瑙珉, 苏禹, 王晨嘉, 李有芳, 李雪松, 姚喜军, 苑淑娟, 周丹丹, 张金龙
【申请人】内蒙古农业大学
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月30日