土壤含水量和容重对砂姜黑土抗剪强度的影响及其传递函数构建

摘要：

[目的]砂姜黑土湿时泥泞,干时僵硬,难耕难耙,适耕期短,研究砂姜黑土抗剪强度对于确定土壤适耕性具有重要意义.[方法]以砂姜黑土为研究对象,土壤容重设置1.2、1.4和1.6 g cm—3共3个水平,土壤含水量设置田间持水量的100％、85％、70％、55％和40％共5个水平,采用直剪仪测定土壤抗剪强度参数(黏聚力,c;内摩擦角,?),分析土壤剪切特性随土壤含水量(θ)和容重(ρ)的变化规律,并利用多元回归拟合建立土壤抗剪强度(τ)的传递函数.[结果]砂姜黑土黏聚力随土壤含水量增加呈现指数减小趋势,随土壤湿容重(ρ')增加呈线性增加趋势,三者关系能够用回归方程c=a1e(b1—c1)表示(R2=0.984,P<0.001).内摩擦角随土壤含水量增加先减小之后趋于稳定,随土壤湿容重增加而增加,表现出 φ=a2e(b2/θ)(R2=0.856,P<0.001)的规律性变化.参照Mohr-Coulomb抗剪强度公式,建立砂姜黑土的抗剪强度传递函数 τ=a1e(b1ρ′+c1θ)+σtan a2e(b2ρ′(θ),该函数能够很好地表示砂姜黑土的抗剪强度变化规律(R2=0.870,P<0.001).[结论]土壤含水量和容重是砂姜黑土抗剪强度的两个重要影响因素,在此基础上构建了以土壤含水量和湿容重为自变量的砂姜黑土抗剪强度传递函数.本研究结果可为砂姜黑土结构和耕性改良提供科学依据.

关键词：砂姜黑土、剪切特性、黏聚力、内摩擦角、土壤传递函数

所属期刊栏目：53

分类号：S152(土壤学)

资助基金：国家重点研发计划;国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2022-06-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：524-531