水下根土復(fù)合體原位剪切裝置設(shè)計與試驗*

方雪峰，郭關(guān)柱，段青松，張應(yīng)超，陳潔，陳立暢

(云南農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，昆明市，650201)

0 引言

草本植物適應(yīng)性強(qiáng)，是生態(tài)治理的先鋒，在生態(tài)建設(shè)中發(fā)揮著重要作用，其根系固結(jié)土壤是其發(fā)揮作用的一個重要方面。植物根系固結(jié)土壤的能力，主要用土壤的抗剪強(qiáng)度提高值來衡量，一般通過剪切試驗得到，剪切的方法有室內(nèi)直剪試驗、三軸試驗以及野外的原位剪切試驗[1]。原位剪切試驗是在野外試驗現(xiàn)場對試驗土體進(jìn)行剪切測得土體的抗剪強(qiáng)度，該方法對土樣不擾動或基本不擾動，試驗結(jié)果更符合實際，所測得的試驗數(shù)據(jù)對于邊坡穩(wěn)定性評價具有實際意義[2]，與其他兩種方法相比有獨(dú)特的優(yōu)勢，因此學(xué)者研發(fā)了原位剪切儀用于根系固土能力的研究。目前根系原位剪切試驗都是在陸上開展[3-5]，但在湖濱帶和消落帶的植物，由于水位的漲落，在部分時段植物根系完全淹沒在水中，此時土壤處于飽和狀態(tài)，根系固土能力最弱，但目前對該狀態(tài)下根系固土能力的研究還較少，現(xiàn)有原位剪切儀只適用于陸上，目前尚未有能在水下原位測定根系固土能力的裝備。

現(xiàn)有陸上原位剪切裝備，主要由剪切系統(tǒng)、加載系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成。加載系統(tǒng)一般采用電機(jī)或手動千斤頂驅(qū)動，電機(jī)不能在水下工作，手動千斤頂難以保證勻速進(jìn)給；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)難以保證剪力及對應(yīng)位移數(shù)據(jù)的同步采集；現(xiàn)有陸上原位剪切裝置均不具備防水功能，不能在水下工作。……