水下根土复合体原位剪切装置设计与试验

来源：中国农机化学报杂志2022年第10期北京时间：

作者：方雪峰, 郭关柱, 段青松, 张应超, 陈洁, 陈立畅

单位：云南农业大学机电工程学院，昆明市，650201

摘要：针对现有原位剪切装置不具备防水功能，试验时难以保证推力匀速进给和推力及对应位移数据的同步采集等问题，为了能在水下进行原位剪切试验来测定植物水下根系的固土能力，结合水下原位剪切的特点，设计一种水下根土复合体原位剪切装置。剪切装置由剪切系统、液压系统、数据采集系统和取样框等组成。该装置能在水下正常工作，试验时推力进给匀速，速度可调可控，能同步自动实时采集、读取、记录、存储数据，并绘制剪应力—位移关系曲线。野外试验表明水下素土的抗剪强度为4.23 kPa，是陆上的74.9%，风车草、花叶芦竹根土复合体的水下抗剪强度分别为17.52 kPa和1438 kPa，是陆上相同RAR根土复合体的56.7%、44%。仿真分析及试验结果表明该剪切装置强度、刚度、精度、稳定性和可靠性均满足使用要求，且能较好的测定水下根系的固土能力。

关键词：水下,根土复合体,原位剪切试验,剪切装置

基金资助：国家自然科学基金项目（42167046）；云南澜沧江黄登水电站库周消落带治理试验工程科研合作（H20200133）