基于PLAXIS的苜蓿地土壤压实有限元模拟

为研究压实后土壤内部应力及位移的变化规律,在割草机对苜蓿(Medicago sativa)地土壤压实试验的基础上,基于PLAXIS软件对苜蓿地土壤压实进行了有限元模拟。结果表明:车辙中线下方土壤应力较轮胎边缘下方大,土壤应力较大部位出现在0~20 cm范围内,各部位应力分布不平衡,随碾压次数的增多,应力增加范围由地表向下延伸,由轮辙中线向轮辙边缘逐步扩大;沿水平方向的地表应力变化区域与轮胎接地面积相当,沿竖直方向向下,其变化范围逐步扩大,大应力区域为一以轮胎接地面积为底的锥形区域,轮辙下部的土壤形成一个较硬的应力核,其最大应力处于该核的中心,并由此向外应力逐步减小;应力核的中心部位,应力达到最大值后,随碾压次数的增加,土壤团聚结构会被破坏,土壤出现屈服;随着碾压次数的增多,0~30 cm深度上的土层均逐步沉降,沉降主要是第1次碾压所致,之后逐步减弱,直至土壤失效;通过软件对土壤压缩量的预测值与实测值对比分析发现,该软件对表层轮辄深度的预测误差较小,应用PLAXIS软件对土壤压实进行预测具有一定的实用意义。