本发明专利技术公开了一种植物单根拔出强度测定装置。它包括牵引装置、测定与固定装置、土壤与根系的固定装置；所述牵引装置包括支架柱、位移调整装置，所述支架柱安装于底座上，所述位移调整装置设置于所述支架柱上部；所述支架柱、所述位移调整装置连接于电脑及电机上，且通过横杆连接所述测定与固定装置，所述土壤与根系的固定装置位于所述测定与固定装置正下方；所述测定与固定装置包括泡沫固定管、拉力传感器；所述土壤与根系的固定装置包括土壤室、溶液室、水管。具有防止植物根系固定不够牢固或者在固定时被破坏，不同直径的根系都可以被卡住，通过电脑软件处理，操作简单方便，实验结果可靠的优点。本发明专利技术还公开了植物单根拔出强度测试方法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种试验装置，更具体地说是指植物单根拔出强度测定装置。本专利技术还涉及植物单根拔出强度测试方法。
技术介绍
不同植物根的类型与不同类型和不同含水率的土壤情况下的摩擦力不相同，而植物根系的摩擦力决定了根系与土壤接触的紧密程度，影响植物加筋土的稳定性。申请号为201310025376.3的专利《模拟根系整体对土壤抗剪强度影响的试验装置》主要由承载试样土壤和根系部分的方形盒子、拉力计、牵引装置构成，能测量室内或野外快速测量出根系整体的最大剪切力；但不能简单有效地模拟出不同状态下根系与土壤之间摩擦力情况，采用拉力计测量，误差较大，不能精确地测定拉出过程中植物根系与土壤的摩擦力。因此，急需研制出一款能精确地测定植物单根拔出强度的装置。
技术实现思路
本专利技术的第一目的是提供一种植物单根拔出强度测定装置，防止植物根系固定不够牢固或者在固定时被破坏，不同直径的根系都可以被卡住，通过电脑软件处理、绘制出拉力与位移曲线，操作简单方便，实验结果可靠。本专利技术的第二目的是提供植物单根拔出强度测试方法。为了实现本专利技术的第一目的，本专利技术的技术方案为：植物单根拔出强度测定装置，包括牵引装置，其特征在于：还包括测定与固定装置、土壤与根系的固定装置；所述牵引装置包括支架柱、位移调整装置，所述支架柱安装于底座上，所述位移调整装置设置于所述支架柱上部；所述支架柱、所述位移调整装置连接于电脑及电机上，且通过横杆连接所述测定与固定装置，所述土壤与根系的固定装置位于所述测定与固定装置正下方；所述测定与固定装置包括泡沫固定管、拉力传感器，所述泡沫固定管设置于所述横杆一端的下方；所述土壤与根系的固定装置包括土壤室、溶液室、水管；所述土壤室设置于所述泡沫固定管正下方，且位于所述溶液室中部，所述水管连接于所述溶液室的侧端。在上述技术方案中，所述拉力传感器上下两端分别连接所述横杆、所述泡沫固定管，且连接于所述电脑上。用于测定拉出过程中植物根系与土壤的摩擦力；与位移调整装置共同通过软件处理，绘制出拉力与位移曲线。在上述技术方案中，有一个横杆小孔设置于所述横杆上，且位于所述泡沫固定管正上方。用于固定被测根系的上端。在上述技术方案中，有固定卡扣设置于所述泡沫固定管外侧；所述土壤室为具有橡胶壁的、上窄下宽的瓶型容器；有容器孔设置于所述溶液室顶端，所述容器孔内径与所述土壤室最大外径相等。使不同直径的根系都可以被卡住；通过调节土壤的节本物理指标、根系的基本物理指标，简单有效地模拟出不同状态下根系与土壤之间摩擦力的情况。为了实现本专利技术的第二目的，本专利技术的技术方案为：植物单根拔出强度测试方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：确定需要测试的土壤基本物理指标，包括围压、含水率、土壤密度；步骤2：确定根系基本物理指标，包括根系埋深、根系直径；步骤3：将根系依次穿过横杆小孔、拉力传感器、泡沫固定管、土壤室的入口，进入土壤室中，将土壤与根系埋入土壤室内，调整横杆所在位置，固定好根系；步骤4：通过水管施加水压力，达到围压指标要求；步骤5：安装泡沫固定管外侧的固定卡扣；步骤6：将拉力传感器与支架柱、位移调整装置连入电脑；步骤7：通过电机使位移调整装置缓慢地上移，直到拉力传感器恰好出现度数为止；步骤8：整套系统连接完毕，开始试验；步骤9：开始试验后，观察根系的拔出情况，若根系与泡沫固定管之间发生错位，或者根系提前断裂，则试验证实该根系的抗拉强度小于其摩擦力所需强度，则须减小围压或者检查固定卡扣是否将根系损坏；若根系被完整拔出，则试验成功，数据有效。本专利技术具有如下优点：(1)通过调节土壤的节本物理指标、根系的基本物理指标，简单有效地模拟出不同状态下根系与土壤之间摩擦力的情况；(2)支架柱、位移调整装置与电脑和电机相连，控制并提供恒定的位移；(3)采用泡沫固定管固定植物根系，防止植物根系固定不够牢固或者在固定时被破坏；泡沫固定管长度应该尽可能的长，同时在泡沫固定管外侧设置有固定卡扣，使不同直径的根系都可以被卡住；泡沫固定管与横杆之间，通过拉力传感器相连，用于测定拉出过程中植物根系与土壤的摩擦力；通过电脑软件处理，绘制出拉力与位移曲线，更直观地了解拉出过程中植物根系与土壤的摩擦力情况；(4)土壤施压方式为水压力，通过水管控制土壤所受的不同大小的水压力，达到围压指标要求，操作简单方便，实验结果可靠。附图说明图1为本专利技术结构示意图。图中1-牵引装置,11-支架柱,12-位移调整装置,13-横杆,131-横杆小孔,2-测定与固定装置,21-泡沫固定管,22-拉力传感器,23-固定卡扣,3-土壤与根系的固定装置,31-土壤室,32-溶液室,321-容器孔,33-水管。具体实施方式下面结合附图详细说明本专利技术的实施情况，但它们并不构成对本专利技术的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本专利技术的优点更加清楚和容易理解。参阅附图可知：植物单根拔出强度测定装置，包括牵引装置1，其特征在于：还包括测定与固定装置2、土壤与根系的固定装置3；所述牵引装置1包括支架柱11、位移调整装置12，所述支架柱11安装于底座上，所述位移调整装置12设置于所述支架柱11上部；所述支架柱11、所述位移调整装置12连接于电脑及电机上，且通过横杆13连接所述测定与固定装置2，所述土壤与根系的固定装置3位于所述测定与固定装置2正下方；所述测定与固定装置2包括泡沫固定管21、拉力传感器22，所述泡沫固定管21设置于所述横杆13一端的下方；所述土壤与根系的固定装置3包括土壤室31、溶液室32、水管33；所述土壤室31设置于所述泡沫固定管21正下方，且位于所述溶液室32中部，所述水管33连接于所述溶液室32的侧端。所述拉力传感器22上下两端分别连接所述横杆13、所述泡沫固定管21，且连接于所述电脑上。有一个横杆小孔131设置于所述横杆13上，且位于所述泡沫固定管21正上方。有固定卡扣23设置于所述泡沫固定管21外侧；所述土壤室31为具有橡胶壁的、上窄下宽的瓶型容器；有容器孔321设置于所述溶液室32顶端，所述容器孔321内径与所述土壤室31最大外径相等(如图1所示)。参阅附图可知：植物单根拔出强度测试方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：确定需要测试的土壤基本物理指标，包括围压、含水率、土壤密度；步骤2：确定根系基本物理指标，包括根系埋深、根系直径；步骤3：将根系依次穿过横杆小孔131、拉力传感器22、泡沫固定管21、土壤室31的入口，进入土壤室31中，将土壤与根系埋入土壤室31内，调整横杆13所在位置，固定好根系；步骤4：通过水管33施加水压力，达到围压指标要求；步骤5：安装泡沫固定管21外侧的固定卡扣23；步骤6：将拉力传感器22与支架柱11、位移调整装置12连入电脑；步骤7：通过电机使位移调整装置12缓慢地上移，直到拉力传感器22恰好出现度数为止；步骤8：整套系统连接完毕，开始试验；步骤9：开始试验后，观察根系的拔出情况，若根系与泡沫固定管21之间发生错位，或者根系提前断裂，则试验证实该根系的抗拉强度小于其摩擦力所需强度，则须减小围压或者检查固定卡扣23是否将根系损坏；若根系被完整拔出，则试验成功，数据有效。其它未说明的部分均属于现有技术。本文档来自技高网...
【技术保护点】
植物单根拔出强度测定装置，包括牵引装置(1)，其特征在于：还包括测定与固定装置(2)、土壤与根系的固定装置(3)；所述牵引装置(1)包括支架柱(11)、位移调整装置(12)，所述支架柱(11)安装于底座上，所述位移调整装置(12)设置于所述支架柱(11)上部；所述支架柱(11)、所述位移调整装置(12)连接于电脑及电机上，且通过横杆(13)连接所述测定与固定装置(2)，所述土壤与根系的固定装置(3)位于所述测定与固定装置(2)正下方；所述测定与固定装置(2)包括泡沫固定管(21)、拉力传感器(22)，所述泡沫固定管(21)设置于所述横杆(13)一端的下方；所述土壤与根系的固定装置(3)包括土壤室(31)、溶液室(32)、水管(33)；所述土壤室(31)设置于所述泡沫固定管(21)正下方，且位于所述溶液室(32)中部，所述水管(33)连接于所述溶液室(32)的侧端。
【技术特征摘要】
1.植物单根拔出强度测定装置，包括牵引装置(1)，其特征在于：还包括测定与固定装置(2)、土壤与根系的固定装置(3)；所述牵引装置(1)包括支架柱(11)、位移调整装置(12)，所述支架柱(11)安装于底座上，所述位移调整装置(12)设置于所述支架柱(11)上部；所述支架柱(11)、所述位移调整装置(12)连接于电脑及电机上，且通过横杆(13)连接所述测定与固定装置(2)，所述土壤与根系的固定装置(3)位于所述测定与固定装置(2)正下方；所述测定与固定装置(2)包括泡沫固定管(21)、拉力传感器(22)，所述泡沫固定管(21)设置于所述横杆(13)一端的下方；所述土壤与根系的固定装置(3)包括土壤室(31)、溶液室(32)、水管(33)；所述土壤室(31)设置于所述泡沫固定管(21)正下方，且位于所述溶液室(32)中部，所述水管(33)连接于所述溶液室(32)的侧端。2.根据权利要求1所述的植物单根拔出强度测定装置，其特征在于：所述拉力传感器(22)上下两端分别连接所述横杆(13)、所述泡沫固定管(21)，且连接于所述电脑上。3.根据权利要求1或2所述的植物单根拔出强度测定装置，其特征在于：有一个横杆小孔(131)设置于所述横杆(13)上，且位于所述泡沫固定管(21)正上方。4.根据权利要求3所述的植物单根拔出强度测定装置，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：马力，刘勇，田红卫，薛鹏，刘晖，黄斌，
申请(专利权)人：长江勘测规划设计研究有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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