[1]师旭超,李喜,袁磊,等.农机荷载作用下农田土压实特性研究[J].江苏农业科学,2022,50(16):204-210.
　Shi Xuchao,et al.Study on compaction characteristics of farmland soil under agricultural machinery load[J].Jiangsu Agricultural Sciences,2022,50(16):204-210.
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农机荷载作用下农田土压实特性研究()

《江苏农业科学》[ISSN:1002-1302/CN:32-1214/S]

卷:
第50卷
期数:
2022年第16期
页码:
204-210
栏目:
农业工程与信息技术
出版日期:
2022-08-15

文章信息/Info

Title:
Study on compaction characteristics of farmland soil under agricultural machinery load
作者:
师旭超; 李喜; 袁磊; 孙运德
河南工业大学土木建筑学院，河南郑州 450000
Author(s):
Shi Xuchao; et al
关键词:
土力学; 循环荷载; 土壤压实; 农业荷载; 农田土
Keywords:
-
分类号:
S152.9；S222
DOI:
-
文献标志码:
A
摘要:
农机的耕作行为，会引起农田土的压实问题，对农机荷载下农田土的压实特性进行研究，分析其变形规律，可以为农业活动提供指导。先将农机对农田土的耕作行为等效为循环荷载，通过土力学的太沙基一维固结理论，对广义梯形循环荷载进行求解，得出了土体沉降与固结度的解析解；再通过ABAQUS有限元软件，用FORTRAN子程序对循环荷载进行计算机语言描述，建立有限元模型，改变轮胎宽度，荷载量和碾压次数进行有限元模拟。结果表明，随着荷载量的增大，对土层的影响范围也随之增加，最大主应力出现在10～20 cm土层之间；当荷载从100 kPa增加到 120 kPa 时，最大应力迅速增加，增幅为23.2%。随着碾压次数的增加，犁底层和耕作层的应力曲线逐渐靠近；土体的沉降增长量逐渐降低，大部分沉降在前几次碾压已经完成；随着轮胎宽度的增加，耕作层的应力逐渐变大，从而使得犁底层的厚度增大；犁底层和心土层中最大应力值的位置随之降低。因此，在进行农机耕作时，应当选择合适的农机荷载，避免荷载过大，可以适当增大轮胎宽度以降低土中最大应力并将单次作业变为多次作业。
Abstract:
-

参考文献/References:

［1］周艳丽，卢秉福.农田机械压实对土壤物理特性的影响［J］. 中国农机化学报，2018，39(9)：66-70.
［2］杨富江，牛爽.机具作用时间对农田黑土压实效应的影响［J］. 农业工程，2013，3(4)：16-18.
［3］Akker J J H，Canarache A . Two European concerted actions on subsoil compaction［J］. Landnutz，2001，42(1)：15-22.
［4］Silva V R D，Reinert D J，Reichert J M. Soil strength asaffected by combine wheel traffic and two soil tillage systems［J］. Cincia Rural，2000，30(5)：795-801.
［5］Larson W E，Gupta S C，Useche R A.Compression of agricultural soils from eight soil orders［J］. Soil Science Society of America Journal，1980，44(3)：450-457.
［6］王宪良，王庆杰，李洪文，等. 免耕条件下轮胎压实对土壤物理特性和作物根系的影响［J］. 农业机械学报，2017，48(6)：168-175.
［7］Jones A J. Soil resource management［M］. Lincoln：University of Nebraska，1998：112-114.
［8］Atwell B J. The effect of soil compaction on wheat during early tillering［J］. New Phytologist，1990，115(1)：29-35.
［9］迟仁立，左淑珍，夏平，等. 不同程度压实对土壤理化性状及作物生育产量的影响［J］. 农业工程学报，2001，17(6)：39-43.
［10］张兴义，隋跃宇.土壤压实对农作物影响概述［J］. 农业机械学报，2005，36(10)：161-164.
［11］杨晓娟，李春俭.机械压实对土壤质量、作物生长、土壤生物及环境的影响［J］. 中国农业科学，2008，41(7)：2008-2015.
［12］高欣欣，刘高源，刘少春，等. 机械压实对蔗田土壤和甘蔗根系的影响研究进展［J］. 热带农业科学，2020，40(11)：29-34.
［13］肖芬芳，潘霞，张智清，等. 土壤压实对水稻根系发育及产量的影响［J］. 江苏农业科学，2020，48(10)：98-102.
［14］Peralta G，Alvarez C R，Taboada M .Soil compaction alleviation by deep non-inversion tillage and crop yield responses in no tilled soils of the Pampas region of Argentina. A meta-analysis［J］. Soil and Tillage Research，2021，211：105022.
［15］闫加亮，赵文智.长期机械耕作压实对绿洲农田土壤优先流的影响［J］. 生态学杂志，2019，38(5)：1376-1383.
［16］李典鹏，王辉，孙涛，等. 机械压实对新疆绿洲农田土壤微生物活性及碳排放的影响［J］. 农业工程学报，2018，34(20)：124-131.
［17］刘晓燕，韦幂，王维赞，等. 机械压实对蔗田土壤理化性状、微生物活性和甘蔗生长的影响［J］. 西南农业学报，2018，31(8)：1669-1675.
［18］张军昌，师帅兵，朱瑞祥，等. 轮式作业机械对农田土壤压实的模拟试验研究［J］. 农机化研究，2012，34(1)：161-164.
［19］范非凡，李晓勤，程远盛. 土壤固有频率与孔隙度、含水率的关系研究［J］. 农机化研究，2021，43(1)：169-175.
［20］王恩姮，柴亚凡，陈祥伟. 大机械作业对黑土区耕地土壤结构性特征的影响［J］. 应用生态学报，2008，19(2)：351-356.
［21］孙术发，周远，于淼，等. 车辆作业对林地土壤影响的研究现状与展望［J］. 林业资源管理，2020(4)：19-27.
［22］王晓飞，范非凡，程远盛，等. 耕作土壤固有频率与含水率关系的测试分析［J］. 农机化研究，2020，42(2)：152-156.
［23］Prikner P，Grecˇenko A. Farmland protection by means of tyre load rating［J］. Research in Agricultural Engineering，2008，53(1)：8-13.
［24］Gysi M. Soil compaction due to heavy agricultural wheel traffic［D］. Zürich：ETH Zürich，2000.
［25］Taylor J. Soil compaction and tyre inflation［J］. Australian Sugarcane，2016，19(7)：19-22.
［26］Raper R L，Erbach D C. Prediction of soil stresses using the finite element method［J］. Transactions of the ASAE，1990，33(3)：725-730.
［27］丁肇，李耀明，唐忠. 轮式和履带式车辆行走对农田土壤的压实作用分析［J］. 农业工程学报，2020，36(5)：10-18.
［28］丁肇. 履带/轮式联合收获机对稻田土壤剪切及压实作用过程研究［D］. 镇江：江苏大学，2020.
［29］杨荣，黄高宝. 固定道压实对农田土壤物理性状的影响［J］. 生态学杂志，2009，28(8)：1567-1571.
［30］高爱民，戴飞，吴劲锋，等. 基于PLAXIS的苜蓿地土壤压实有限元模拟［J］. 草地学报，2014，22(1)：78-84.

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备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期：2021-10-17
基金项目：河南省科技攻关项目(编号：212102310962)。
作者简介：师旭超(1973—)，男，河北石家庄人，博士，教授，主要从事软土地基处理方面的研究。E-mail：haut2013@163.com。
通信作者：李喜，硕士研究生，主要从事软土地基处理方面的研究。E-mail：1165590218@qq.com。
更新日期/Last Update: 2022-08-20