机械压实过程中复垦土壤紧实度影响因素的模拟分析

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1、第30卷第1期农业工程学报Vol.30No.12014年1月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringJan.2014183机械压实过程中复垦土壤紧实度影响因素的模拟分析1,21※21刘宁，李新举，郭斌，闵祥羽（1.山东农业大学资源与环境学院，泰安271018；2.潍坊工程职业学院建筑工程系，潍坊262500）摘要：机械碾压造成的土壤压实是土地复垦中面临的主要问题之一，影响土壤压实程度的因素很多，除土壤自身的因素以外，还包括压实机械、压实次数以及土层厚度等。该文基于统计学

2、的理论，采用2×5×4的混合试验设计并建立模拟实验区，使用重锤模拟分析了2种压实机械、不同压实次数（1、3、5、7、9次）和不同土层厚度（0～10cm、＞10～20cm、＞20～30cm、＞30～40cm）上土壤紧实度的变化情况，并在SPSS中进行变量的方差分析和多重比较，试图找到机械压实过程中影响土壤紧实度的因素及其变化水平。结果表明：增加压实机械的承重轮面积能够有效降低对土壤的压实作用；压实机械、土层厚度和压实次数都是影响土壤紧实度的显著性因素且各因素的贡献率（97%）远高于随机误差；自卸汽车在第5次压实之后就已经使上层土壤紧实度达到最

3、大值，而履带式推土机需要压实7次，土地复垦中应尽量选择履带型机械，碾压次数控制在5～7之内；机械压实的过程中，各土层厚度之间土壤紧实度的大小关系并不是一成不变的，中间层次（＞10～30cm）的土壤由于同时受到来自上下2个方向的作用力，紧实度相对较高；不同次数的压实对土壤紧实度的影响深度和程度不同，在一定范围内，随着压实次数的增加，单次压实对土壤紧实度的影响逐渐减小。关键词：土地复垦，土壤，压实，复垦机械，影响因素doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2014.01.024中图分类号：S152.5；TD88文献标志码：A文

4、章编号：1002-6819(2014)-01-0183-08刘宁，李新举，郭斌，等.机械压实过程中复垦土壤紧实度影响因素的模拟分析[J].农业工程学报，2014，30(1)：183－190.LiuNing,LiXinju,GuoBin,etal.Simulationanalysisoninfluencingfactorsofreclamationsoilcompactioninmechanicalcompactionprocess[J].TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEnginee

5、ring(TransactionsoftheCSAE),2014,30(1):183－190.(inChinesewithEnglishabstract)[3-4]壤物理、化学、生物特性的影响及其改良措施。0引言复垦土壤因受人为扰动，成土时间短，土壤物理化土地是人类赖以生存与发展的物质基础，是植[5]学性质特殊，研究主要集中于耕作改良方面。国[1]物根系生长发育的基质。人口数量的持续增长和内对于压实土壤的研究开始较晚，研究的内容主要现代工业的发展导致土地破坏损毁严重，从而引起[6-10]集中于压实后土壤的物理化学性状的改变、土的一系列环境问

6、题，土地复垦是当前增加耕地面[11-16]壤压实度的测量方法等，研究的尺度涉及到时积、缓解人地矛盾的主要途径之一。在土地复垦过[17-19]间、空间以及不同的土层厚度，此外，也有学程中，机械对土壤的反复碾压势必破坏土壤结构，[20-21]者尝试进行了土壤压实模型的构建，对于压实改变土壤容重和质地，影响土壤含水量、通气性和[22-24]后土壤的改良技术研究较少，且大部分研究集透热性能，进而对土壤环境造成巨大影响。在对复[8]中在农业土壤上，主要研究农业机械作业对土壤垦土壤进行农业利用的过程中，土壤压实已经成为造成的压实及其相关影响，而复垦工程

7、中施工机械[2]最主要的障碍。对土壤压实造成的影响缺乏相关研究。国外对于土地复垦研究较早，其中土壤压实问改良压实土壤的前提是明确产生压实的机制[1]题是研究的焦点。研究内容主要集中在压实对土和影响因素，以及土壤压实的动态变化。已有研究表明，不同压实机械的参数（荷载、轴距、轮胎及收稿日期：2013-08-12修订日期：2013-11-29作业方式）、不同的土壤性质、不同的复垦工艺都基金项目：国家自然科学基金资助项目（41171425）[8,10,20,22]作者简介：刘宁（1981－），女，汉族，山东潍坊人，讲师，在读博会对土壤压实产生影响，

8、但缺少定量分析。士，主要从事土地复垦研究。潍坊潍坊工程职业学院建筑工程系，本文对这些影响因素进行定量化研究，明确不同因262500。Email：lvrning@163.com素对