整株根系根土复合体原位剪切实验仪的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种整株根系根土复合体原位剪切实验仪，包括底座，在底座上分别设有位移传感器和直线电机，在底座的上部分别设有两根相互平行的上导轨，在底座的下部分别设有两根相互平行的下导轨，在两根上导轨之间滑动设有上夹具，在两根下导轨之间固定设有下夹具；直线电机与上夹具之间设有推拉杆，推拉杆的一端与直线电机传动连接，推拉杆的另一端与上夹具通过力学传感器固定连接。本实用新型结构精巧，操作方便，对于指导根土复合体的抗剪切实验及水土流失的防治具有重要指导意义。
【专利说明】
整株根系根土复合体原位剪切实验仪
技术领域
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[0001]本实用新型涉及一种剪切装置，尤其涉及整株根系根土复合体原位剪切实验仪。【背景技术】:
[0002]生物软措施是环境保护、植被生态恢复和防止水土流失、土壤侵蚀的重要手段。众所周知，植被主要通过根系提高土壤的稳定性，布满植物根系的土壤具有类似钢筋混凝土的构造，植物根系“加筋”可显著增大表层土壤抗剪切强度，植物根系增强土体抗剪强度的特性对坡面浅层滑坡等地质灾害的防治具有重要的理论指导意义；由于植物根系对土体的加强作用受根系的特性、根系与剪切面的夹角及根系在土体中的生长形态等诸因素影响，因此，研究根土复合体的抗剪强度对植物根系固土护坡具有重要意义。
[0003]目前，国内外学者在植物根系对土地强度的影响方面已经做了大量实验，但是，实验基本在实验室内完成，而且受实验装置的影响，关于植物根系固土力学的报道以定性研究居多，定量的研究较少，具有一定的局限性。
【实用新型内容】:
[0004]本实用新型的目的在于提供一种能够定量研究整株根系根土复合体抗剪切强度的实验仪。
[0005]本实用新型的目的由如下技术方案实施，整株根系根土复合体原位剪切实验仪，其包括底座，在所述底座上分别设有位移传感器和直线电机，在所述底座的上部分别设有两根相互平行的上导轨，在所述底座的下部分别设有两根相互平行的下导轨，在两根所述上导轨之间滑动设有上夹具，在两根所述下导轨之间固定设有下夹具;所述直线电机与所述上夹具之间设有推拉杆，所述推拉杆的一端与所述直线电机传动连接，所述推拉杆的另一端与所述上夹具通过力学传感器固定连接。
[0006]进一步的，所述上夹具包括两个对称设置的上夹头，两个所述上夹头通过螺栓固定连接;每个所述上夹头分别与两根所述上导轨滑动连接。
[0007]进一步的，所述下夹具包括两个对称设置的下夹头，两个所述下夹头通过螺栓固定连接;一个所述下夹头分别与两根所述下导轨固定连接，另一个所述下夹头分别与两根所述下导轨滑动连接。
[0008]将两个实验用通管叠合埋入土中，在两个通管内填入实验用土并植入待实验植物进行培养，培养特定时间后进行实验，实验时，清除上通管周围的土层，利用所述下夹头将下通管夹紧，利用所述上夹头将所述上通管夹紧，调整所述直线电机功率，启动所述直线电机进行剪切实验，分别记录抗剪力、抗剪强度随剪切时间、剪切位移之间的动态变化。
[0009]本实用新型还可以进行根系修复实验，待上述实验中根土抗剪力达到峰值时，撤除所述剪切装置，继续培养实验所用植物，特定时间后继续进行根土剪切实验，衡量根系修复情况。
[0010]本实用新型的优点:本实用新型整株根系根土复合体原位剪切实验仪结构精巧，操作方便，利用该装置，可原位的测量剪切过程及剪切作用发生后剪切面位置处的根系特征，即定量分析根土复合体的抗剪力、抗剪强度分别与剪切时间、剪切位移之间的动态变化关系，对于指导根土复合体的抗剪切实验及水土流失的防治具有重要指导意义。
【附图说明】
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[0011 ]图1为实施例1整株根系根土复合体原位剪切实验仪上侧结构示意图；
[0012]图2为实施例1整株根系根土复合体原位剪切实验仪下侧结构示意图。
[0013]图中:底座I，位移传感器2，直线电机3，上导轨4，下导轨5，上夹头6，下夹头7，推拉杆8，力学传感器9，上通管1，下通管11。
【具体实施方式】
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[0014]实施例1:整株根系根土复合体原位剪切实验仪，包括底座I，在底座I上分别设有位移传感器2和直线电机3，在底座I的上部设有两根相互平行的上导轨4，在底座I的下部设有两根相互平行的下导轨5，在两根上导轨4之间滑动设有对称设置的上夹头6，两个上夹头6通过螺栓固定连接;在两根下导轨5之间设有下夹头7，一个下夹头7与下导轨5固定连接，另一个下夹头7与下导轨5滑动连接;直线电机3与上夹头6之间设有推拉杆8，推拉杆8的一端与直线电机3传动连接，推拉杆8的另一端与上夹头6通过力学传感器9固定连接。
[0015]将两个实验用通管叠合埋入土中，在两个通管内填入实验用土并植入待实验植物进行培养，培养特定时间后进行实验，实验时，清除上通管10周围的土层，利用下夹头7将下通管11夹紧，利用上夹头6将上通管10夹紧，调整直线电机3功率，启动直线电机3进行剪切实验，分别记录抗剪力、抗剪强度随剪切时间、剪切位移之间的动态变化。
[0016]本实用新型还可以进行根系修复实验，待上述实验中根土抗剪力达到峰值时，撤除剪切装置，继续培养实验所用植物，特定时间后继续进行根土剪切实验，衡量根系修复情况。
【主权项】
1.整株根系根土复合体原位剪切实验仪，其特征在于，其包括底座，在所述底座上分别设有位移传感器和直线电机，在所述底座的上部分别设有两根平行设置的上导轨，在所述底座的下部分别设有两根平行设置的下导轨，在两根所述上导轨之间滑动设有上夹具，在两根所述下导轨之间固定设有下夹具;所述直线电机与所述上夹具之间设有推拉杆，所述推拉杆的一端与所述直线电机传动连接，所述推拉杆的另一端与所述上夹具通过力学传感器固定连接。2.根据权利要求1所述整株根系根土复合体原位剪切实验仪，其特征在于，所述上夹具包括两个对称设置的上夹头，两个所述上夹头通过螺栓固定连接;每个所述上夹头分别与两根所述上导轨滑动连接。3.根据权利要求1所述整株根系根土复合体原位剪切实验仪，其特征在于，所述下夹具包括两个对称设置的下夹头，两个所述下夹头通过螺栓固定连接;一个所述下夹头分别与两根所述下导轨固定连接，另一个所述下夹头分别与两根所述下导轨滑动连接。
【文档编号】G01N3/24GK205607783SQ201620176557
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年3月8日
【发明人】刘静, 杜文亮, 苏禹, 刘薇, 李有芳, 王晨嘉, 李雪松, 张欣, 瑙珉, 吴永胜, 姚喜军, 苑淑娟, 周丹丹, 张金龙
【申请人】内蒙古农业大学, 水利部牧区水利科学研究所