一種用于測定根系力學(xué)特征的實(shí)驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于測定根系力學(xué)特征的實(shí)驗(yàn)裝置，包括支架本體、電機(jī)、移動軌道、移動橫梁、掛鉤、夾具和箱體，在所述支架本體頂部的兩端分別設(shè)置有所述電機(jī)，并且每個所述電機(jī)通過所述支架本體上設(shè)置的通孔與所述移動軌道連接，所述左右兩端的移動軌道分別與所述支架本體的左右兩側(cè)壁固定連接；所述移動橫梁的兩端分別與固定于所述支架本體左右兩側(cè)的所述移動軌道相連，在所述移動橫梁上設(shè)置了所述掛鉤，同時(shí)所述掛鉤的另一端與所述夾具相連，在所述夾具下方放置所述箱體。因此，本實(shí)用新型能夠?qū)ｉT適用于測定根系與土體之間摩擦特性試驗(yàn)的裝置。
【專利說明】一種用于測定根系力學(xué)特征的實(shí)驗(yàn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及機(jī)械領(lǐng)域，特別是指一種用于測定根系力學(xué)特征的實(shí)驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在過去，由于我國對水土資源的重要性認(rèn)識不足，對森林的過度砍伐以及對資源的過度開發(fā)使我國面臨嚴(yán)重的水土流失問題。由水土流失問題造成的各種地質(zhì)災(zāi)害對我國的民生與經(jīng)濟(jì)發(fā)展十分不利。2012年云南彝良發(fā)生地震后引起的一系列山體滑坡造成數(shù)十人遇難，2萬多間房屋受損或倒塌，500多所學(xué)校受損，使當(dāng)?shù)匦Ｉ岚踩降雇?0年。近年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民對水土保護(hù)的意識也在逐漸加強(qiáng)。到目前已經(jīng)發(fā)展出多種治理水土流失防止山體滑坡的措施，其中生物措施尤其被廣為利用。采用生物措施治理土體滑坡將邊坡工程與生態(tài)恢復(fù)有機(jī)結(jié)合，不但能夠保持水土防護(hù)滑坡，還能保護(hù)生態(tài)環(huán)境以及美化環(huán)境，使人與自然和諧共處，有效解決經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)之間的矛盾。
[0003]長期的科學(xué)研究與實(shí)踐已經(jīng)證明，生物措施是治理水土流失、防止山體滑坡的最有效措施。植物根系作為植物生命活動的重要器官，在治理水土流失的生物措施中起著至關(guān)重要的作用。植物根系與土壤間的物理作用過程涉及一系列力學(xué)問題。因此，研究植物根系固土力學(xué)機(jī)制對進(jìn)行生物措施治理水土保持和防止土體滑坡具有重要作用。通過植物根系對土壤的錨固作用，植物根系像抗滑樁一樣分布在邊坡或山體的脆弱滑動面防止滑坡。根-土復(fù)合體作為一種植物根系固持土體的力學(xué)模型，其中植物根系與土體的相互作用可以看作是根-土復(fù)合體的內(nèi)力，這種內(nèi)力不考慮其在根-土復(fù)合體的應(yīng)力應(yīng)變之中，而是對整個根-土復(fù)合體的特性產(chǎn)生作用。
[0004]目前，林木的根系研究工作主要是關(guān)注于林木根系生物量以及根系與土壤環(huán)境相互作用等等領(lǐng)域。其中，根系和土壤環(huán)境相互作用領(lǐng)域中的林木根系與土壤接觸界面上的摩擦錨固性能的研究，直接決定了根土復(fù)合體的內(nèi)部穩(wěn)定性。植物根系的抗拉拔力是表征植物根系固持土體力學(xué)作用機(jī)理的一個重要參數(shù)。當(dāng)土體遭受破壞產(chǎn)生滑動面時(shí)，植物根系的較大變形可以將植物根系所受到的拉拔力傳遞到穩(wěn)定的深層土體，也可以將植物根系所受的拉拔力轉(zhuǎn)化為植物根系的側(cè)向摩擦阻力而降低植物根系本身所受到的拉拔力，這樣即可增加植物根系固持土體的能力。而在現(xiàn)有的技術(shù)當(dāng)中，沒有一個完全針對能夠進(jìn)行測定根系與土體之間摩擦特性試驗(yàn)的支架。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提出一種用于測定根系力學(xué)特征的實(shí)驗(yàn)裝置，能夠?qū)ｉT適用于測定根系與土體之間摩擦特性試驗(yàn)的裝置。
[0006]基于上述目的本實(shí)用新型提供的一種用于測定根系力學(xué)特征的實(shí)驗(yàn)裝置，包括支架本體、電機(jī)、移動軌道、移動橫梁、掛鉤、夾具和箱體，在所述支架本體頂部的兩端分別設(shè)置有所述電機(jī)，并且每個所述電機(jī)通過所述支架本體上設(shè)置的通孔與所述移動軌道連接，所述左右兩端的移動軌道分別與所述支架本體的左右兩側(cè)壁固定連接；所述移動橫梁的兩端分別與固定于所述支架本體左右兩側(cè)的所述移動軌道相連，在所述移動橫梁上設(shè)置了所述掛鉤，同時(shí)所述掛鉤的另一端與所述夾具相連，在所述夾具下方放置所述箱體。
[0007]可選地，所述用于測定根系力學(xué)特征的實(shí)驗(yàn)裝置還包括支撐架，所述箱體通過所述支撐架與地面接觸。
[0008]進(jìn)一步地，所述支撐架包括上支撐板、下支撐板和設(shè)置在上、下支撐板之間的支撐架，所述支撐架呈X形，該支撐架的上端與所述上支撐板的底面鉸接，該支撐架的下端通過螺母與所述下支撐板上設(shè)置的絲杠配合，并且所述絲杠的一端設(shè)有搖柄。
[0009]進(jìn)一步地，所述夾具為兩片鋼板，所述兩片鋼板之間通過至少兩組螺釘、螺母連接。
[0010]可選地，所述的箱體為對稱箱體。
[0011]可選地，在所述箱體的上蓋上設(shè)置有孔，該孔的最窄處要比待測的根系最寬處大。
[0012]進(jìn)一步地，所述孔設(shè)置在該箱體上蓋的中心位置。
[0013]進(jìn)一步地，所述箱體的一側(cè)板設(shè)計(jì)為能夠拆裝，其它側(cè)板與所述箱體為一體。
[0014]進(jìn)一步地,在距離所述夾具下方50mm處放置所述箱體。
[0015]進(jìn)一步地，所述箱體采用有機(jī)玻璃或者鋼板制成。
[0016]從上面所述可以看出，本實(shí)用新型提供的用于測定根系力學(xué)特征的實(shí)驗(yàn)裝置，通過在所述支架本體頂部的兩端分別設(shè)置有所述電機(jī)，并且每個所述電機(jī)通過所述支架本體上設(shè)置的通孔與所述移動軌道連接，所述左右兩端的移動軌道分別與所述支架本體的左右兩側(cè)壁固定連接；所述移動橫梁的兩端分別與固定于所述支架本體左右兩側(cè)的所述移動軌道相連，在所述移動橫梁上設(shè)置了所述掛鉤，同時(shí)所述掛鉤的另一端與所述夾具相連，在所述夾具下方放置所述箱體。從而，本發(fā)明所述的用于測定根系力學(xué)特征的實(shí)驗(yàn)裝置能夠?yàn)楦蹬c土體之間摩擦特性試驗(yàn)提供可靠地試驗(yàn)環(huán)境。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一種用于測定根系力學(xué)特征的實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖；
[0018]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例箱體的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0020]參閱圖1所示，為本實(shí)用新型實(shí)施例一種用于測定根系力學(xué)特征的實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖，所述的用于測定根系力學(xué)特征的實(shí)驗(yàn)裝置包括支架本體101、電機(jī)102、移動軌道103、移動橫梁104、掛鉤105、夾具106和箱體107。在實(shí)施例中，支架本體101呈倒U型，較佳地,支架本體101與地面相接觸的端部設(shè)計(jì)為寬于支架本體101的其他部分，能夠更為穩(wěn)定地支撐整個所述的試驗(yàn)裝置。在支架本體101頂部的兩端分別設(shè)置有電機(jī)102，并且每個電機(jī)102通過支架本體101上設(shè)置的通孔與移動軌道103連接。優(yōu)選地，為了使設(shè)置的兩個移動軌道103固定牢靠，左右兩端的移動軌道103分別與支架本體101的左右兩側(cè)壁固定連接。移動橫梁104的兩端分別與固定于支架本體101左右兩側(cè)的移動軌道103相連，移動橫梁104可以在移動軌道103的軌道路線上進(jìn)行上下運(yùn)動。優(yōu)選地，移動軌道103設(shè)計(jì)為螺桿，移動橫梁104的兩端分別固定卡在該螺桿上，在電機(jī)102的作用下使螺桿旋轉(zhuǎn)，帶動移動橫梁104上下運(yùn)動。在移動橫梁104上設(shè)置了掛鉤105，同時(shí)掛鉤105的另一端與夾具106相連。在本實(shí)施例中，在距離夾具106下方50mm處放置箱體107。
[0021]作為本實(shí)用新型的另一個實(shí)施例，所述用于測定根系力學(xué)特征的實(shí)驗(yàn)裝置還包括支撐架108，箱體107通過支撐架108與地面接觸。較佳地，支撐架108設(shè)計(jì)有可以進(jìn)行升降調(diào)節(jié)的裝置。優(yōu)選地，支撐架108包括上支撐板、下支撐板和設(shè)置在上、下支撐板之間的支撐架。其中，支撐架呈X形，該支撐架的上端與上支撐板的底面鉸接，該支撐架的下端通過螺母與下支撐板上設(shè)置的絲杠配合，并且該絲杠的一端設(shè)有搖柄。支撐架108在調(diào)節(jié)高度時(shí)搖動搖柄，帶動絲杠轉(zhuǎn)動，絲杠與支撐架下端之間的螺母分別設(shè)計(jì)為左旋螺母、右旋螺母，因而螺紋運(yùn)動方向相反，導(dǎo)致X形支撐架的底端距離增大或縮小，從而改變X形支撐架的高度。
[0022]另外，夾具106為兩片鋼板，兩片鋼板之間通過至少兩組螺釘、螺母連接，夾具106可以根據(jù)待測根系的不同來進(jìn)行緊實(shí)度的調(diào)整。
[0023]參閱圖2所示,為本實(shí)用新型實(shí)施例箱體的結(jié)構(gòu)示意圖,所述的箱體107為對稱箱體。其中，在箱體107的上蓋201上設(shè)置有孔202，孔202的最窄處要比待測的根系最寬處大。在本實(shí)施例中，孔202為長方形，寬10mm、高40mm，該設(shè)計(jì)可以滿足一般情況下的待測根系的大小。優(yōu)選地，孔202設(shè)置在該上蓋201的中心位置。另外，所述箱體107的一側(cè)板可以拆裝，其它側(cè)板與箱體107為一體。該側(cè)板拆卸后，通過該側(cè)面向箱體107進(jìn)行填土、埋根和擊實(shí)。
[0024]需要說明的是，所述的箱體可以采用有機(jī)玻璃制成，從而在進(jìn)行根系與土體之間摩擦特性試驗(yàn)時(shí),可以通過有機(jī)玻璃制成的箱體觀察拉拔時(shí)根系與土體之間的試驗(yàn)情況。當(dāng)然，所述的箱體還可以采用鋼板制成，鋼板制成的箱體耐力非常好。
[0025]在進(jìn)行根系與土體之間摩擦特性試驗(yàn)時(shí)，通過拆卸該側(cè)板進(jìn)行填土、擊實(shí)，然后再填土、擊實(shí)，不斷地進(jìn)行填土、擊實(shí)。當(dāng)然，在一次一次的填土、擊實(shí)的過程中，還需要將根系一端埋入到土體中，另一端穿出孔202。從而，形成我們試驗(yàn)中所需要的根系與土體之間的密實(shí)度。而所述用于測定根系力學(xué)特征的實(shí)驗(yàn)裝置在用于根系與土體之間摩擦特性試驗(yàn)時(shí)，該試驗(yàn)根系一部分被土體掩埋，而根系另一部分穿出孔202。106通過孔202對埋入箱體107 土體中的根系進(jìn)行摩擦特性試驗(yàn)，即對該根系進(jìn)行拉拔?？梢钥闯觯緦?shí)用新型的箱體107為了進(jìn)行根系與土體之間摩擦特性試驗(yàn)，設(shè)計(jì)成從側(cè)面進(jìn)行埋土、埋根以及擊實(shí)，從箱體107的上蓋201進(jìn)行拉拔工作。
[0026]由此可以看出，本實(shí)用新型提出的一種用于測定根系力學(xué)特征的實(shí)驗(yàn)裝置，創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)出了在支架本體頂部的兩端分別設(shè)置有所述電機(jī)，并且每個電機(jī)通過支架本體上設(shè)置的通孔與移動軌道連接；移動橫梁的兩端分別與固定于所述支架本體左右兩側(cè)的移動軌道相連；在移動橫梁上設(shè)置了掛鉤，同時(shí)掛鉤的另一端與夾具相連，在夾具下方放置所述箱體；與此同時(shí)，設(shè)計(jì)巧妙、便于試驗(yàn)人員的操作，提高了其試驗(yàn)效率；而且，所述適用范圍針對根系拉拔試驗(yàn)而設(shè)計(jì)；與此同時(shí)，試驗(yàn)人員操作簡便，省時(shí)省力；最后，整個所述的用于測定根系力學(xué)特征的實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)簡單，易于使用。
[0027]所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:以上所述僅為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于測定根系力學(xué)特征的實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，包括支架本體、電機(jī)、移動軌道、移動橫梁、掛鉤、夾具和箱體，在所述支架本體頂部的兩端分別設(shè)置有所述電機(jī)，并且每個所述電機(jī)通過所述支架本體上設(shè)置的通孔與所述移動軌道連接，所述左右兩端的移動軌道分別與所述支架本體的左右兩側(cè)壁固定連接；所述移動橫梁的兩端分別與固定于所述支架本體左右兩側(cè)的所述移動軌道相連，在所述移動橫梁上設(shè)置了所述掛鉤，同時(shí)所述掛鉤的另一端與所述夾具相連，在所述夾具下方放置所述箱體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述用于測定根系力學(xué)特征的實(shí)驗(yàn)裝置還包括支撐架，所述箱體通過所述支撐架與地面接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述支撐架包括上支撐板、下支撐板和設(shè)置在上、下支撐板之間的支撐架，所述支撐架呈X形，該支撐架的上端與所述上支撐板的底面鉸接，該支撐架的下端通過螺母與所述下支撐板上設(shè)置的絲杠配合，并且所述絲杠的一端設(shè)有搖柄。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的裝置，其特征在于，所述夾具為兩片鋼板，所述兩片鋼板之間通過至少兩組螺釘、螺母連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的箱體為對稱箱體。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試驗(yàn)裝置，其特征在于，在所述箱體的上蓋上設(shè)置有孔，該孔的最窄處要比待測的根系最寬處大。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述孔設(shè)置在該箱體上蓋的中心位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述箱體的一側(cè)板設(shè)計(jì)為能夠拆裝，其它側(cè)板與所述箱體為一體。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任意一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，在距離所述夾具下方50mm處放置所述箱體。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述箱體采用有機(jī)玻璃或者鋼板制成。
【文檔編號】G01N19/00GK203720061SQ201420041875
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月22日
【發(fā)明者】陳麗華, 冀曉東, 趙紅華, 李長暄 申請人:北京林業(yè)大學(xué)