塔里木地区典型地表土壤力学特性的现场测量与评价

设计了一套土壤力学特性车载测量系统，并利用该系统对塔里木地区典型地表的承压和剪切特性进行了现场测量，得到了表征该地区土壤力学特性的有关参数，为设计适合该地区行驶的车辆提供了重要的基础数据。实验表明所设计的车载测量系统满足土壤特性现场测量的要求。     

同步获取土壤介电与力学参数的实验系统

土壤作为一种由惰性固体、活性固体、溶质、气体以及水组成的多元复合系统，决定了其物理特性实验研究的复杂性。针对土壤物理实验中多变量信息同步实时获取的客观需要，应用一个自行设计的双变量传感器和虚拟仪器(VI)技术，研制了一台能够同时测量土壤力学特性与介电特性的智能化测试系统。该系统既能在0～40 cm深度之间提供土壤圆锥指数分布与含水率分布剖面，而且还可运用信号处理中的相关理论分析双变量传感器输出信号间的相关特性。该系统为在实验室中分析土壤介电特性和力学特性研究提供了一个智能化的基础实验平台，并已在与德国波恩大学农业工程研究所的合作研究中成功地应用于田间实际测量中。     

秸秆物料力学特性试验台及其测控系统的研制

为研究秸秆物料力学特性,解决秸秆加工机具参数优化设计等问题,设计研制了一种用于进行秸秆物料力学特性试验的装置,该装置主要有加速系统、数据采集系统和控制系统三部分组成,采用了先进的数据采集分析系统和高速摄影技术,结构简单,操作简便。经过试验表明,利用该测试系统可以对秸秆物料进行破碎加工组合设计试验,研究物料的机械力学特性,探讨秸秆破碎机理,为开展这方面研究提供了一种可靠、有效的方法和工具。     

基于红外结构光三维技术的土壤表面粗糙度测量

土壤表面粗糙度是一项重要的土壤物理参数,已有的各种测量方法存在测量效率和误差难以兼顾的问题。为了在一定精度下提高野外测量工作效率,该研究基于红外结构光技术设计了一套便携的土壤表面粗糙度测量系统。该系统主要包括红外结构光扫描仪、便携式计算机、支架等,具有3.2 mm空间分辨率和3 mm的距离分辨率的性能。通过水平面板测量试验,发现本系统相对误差较小,相对误差最小区域中0.5个测量单位以内的误差（e≤1.5 mm）占87.87%,1个测量单位以内的误差（e≤3 mm）占99.58%,而大于1个测量单位的误差仅占0.42%。通过土壤表面粗糙度测量试验,发现本系统绝对误差较明显,其测量结果低于1 mm 分辨率的土壤粗糙度值。通过误差分析发现：该系统的测量误差包括固有误差和随机噪声,呈特定的规律性分布;导致绝对测量误差的主要原因为该系统的性能;由于系统的随机噪声,基于水平面板距离图像的土壤表面距离图像校正存在不确定性。该研究结果为进一步降低红外结构光三维技术测量土壤表面粗糙度的误差提供了依据。     

浙江省丘陵砂化土壤的特性和复退性的研究

对位于亚热带的浙江省侵蚀砂化土壤（粗骨上）的特性和复退性的研究结果，该地区侵蚀砂化土壤的特性有别于其他土壤，其养分并不十分帛乏，但其持水量低，土层薄，供水能力差，易旱，水分条件是影响这些土壤植被和肥力复退的关键，只在土壤水分得以适当的保障，这些砂化土壤的肥力和植被的恢复是可能的。     

土壤入渗性能自动测量系统原理与应用研究

土壤入渗性能对水资源转换利用、农业水管理等方面有着十分重要的作用。该文运用机器视觉及数字图像处理技术，开发了一套以线源入流方法为基础的土壤入渗性能自动测量系统。完成了对该系统的硬件设计、组集和系统软件的开发。利用数字摄像头对表征土壤入渗性能变化过程的线源水流在地表的推进过程进行实时采集截取图片，并对图片进行处理和分析，提取水流在地表推进过程中的湿润面积。根据测量土壤入渗性能的线源入流方法中的数学模型自动计算土壤水入渗率，并实时显示入渗性能曲线的变化过程。采用该系统进行了土壤入渗性能的室内验证试验，取得很好的效果，系统实现了实时测量、后台计算、实时显示土壤入渗性能曲线，结果表明测量误差为5.27％,说明了该测量系统的合理性和准确性。为土壤入渗性能的高效、自动化测量提供了工具。     

基于Bayesian分析的垂穗披碱草根系力学特性估计方法

植物根系力学特性是度量植物根系对土体抗剪强度贡献，评价植物根系提高土壤抗侵蚀性和边坡稳定性的重要指标之一。该研究基于Bayesian分析，选取生长于青海天峻县江仓矿区排土场人工种植的垂穗披碱草（Elymus nutans Griseb.）为研究对象，在对其根系力学特性进行测定基础上，以测得的28组根系力学特性的期望值和方差为先验信息，以第29组根系力学特性测定值为样本信息，建立了用于计算该区域垂穗披碱草根系力学特性的正态-逆伽马后验分布，并分别计算了先验分布的超参数以及后验分布中的分布参数。研究结果表明，先验信息中，除极限拉伸应变外，其余指标均值的期望值变异性均较小且各指标的均值均服从正态分布，方差的倒数则满足伽马分布，而各指标的样本分布满足正态分布，故可通过正态-逆伽马分布对区内垂穗披碱草根系力学特性的后验分布进行描述；后验信息概率密度曲线与样本信息概率密度曲线几何形状较为相似，该结果说明后验信息更倾向于样本信息，且得到的结果亦可由柯尔莫哥洛夫-斯米洛夫检验予以佐证。此外，样本数量与先验信息离散度决定了先验均值和样本均值在决定后验均值时所占的权重。在其他条件不变的情况下，样本数量越大则样本所占权重越大。该研究可为准确计算植物根系力学特性提供思路和研究方法。     

土壤水分介电测量方法的潜力分析

该文以我国几种有代表性的土壤理化特性变异资料为基础,分析土壤颗粒的介电特性变异,研究介电法测量时土壤容重、化学成份、质地及其温度变化等对测量的影响。研究表明:用介电法来测量土壤水分是一种适应面广,精度较高的方法。     

坡沟系统土壤侵蚀研究回顾与展望

该概述了黄土高原坡沟系统土壤蚀研究的主要成果；追踪国际土壤侵蚀研究动态；提出了深该问题研究珠设想，即以力学分析为主线，以实验模型拟为手段，以侵蚀形态、物质，能量的时空联系为特色，揭示了系统土壤蚀的物理力学成因，为水力保持初中提供科学依据。     

甘肃秦王川地区双层土壤结构的入渗特性

针对甘肃秦王川地区土壤的自然特征,对双层结构的土壤入渗特性进行了试验研究,对入渗的物理过程及其土砂界面处的最大临界含水量进行了论述及测定,结果表明,该类型土壤结构对提高土壤蓄能水力有明显作用。     

测量根系对土壤机械压力的试验装置设计

根系对土壤机械压力是综合反映土壤-根系复合体相互作用的力学指标.该研究研制出了一种可利用气体或液体介质进行直接测量根系对土壤机械压力的试验装置.利用气体介质测量装置进行了模拟根系的穿插试验取得了较好的试验结果;利用液体测压试验装置进行了模拟根系穿插试验和植物生长期根系压力测定的初步试验,结果表明:装置满足压力测量试验设计的需要,具有较好的适用性和精度,可以用本试验装置直接进行根系对土壤机械压力的测量.     

农用车载电子设备多介质耦合型双级减振系统设计探讨

农用车载设备通常存在较恶劣的振动环境，对其精密电子设备工作可靠性提出了很高的要求，需要采用双层减振系统对其防护方能满足使用要求，该文基于此工程应用要求，提出了一种多介质耦合型非线性双级减振系统的数学模型，考虑了平方阻尼、线性阻尼、库伦阻尼及非线性弹性元件的耦合；引入LAPLACE变换对模型进行了理论特性近似求解；具体讨论了确定性激励和随机激励时工作特性与减振器参数选择的方法，推导了相关加速度、速度和位移的均方值计算公式，结合案例说明工程设计应用；为双层减振系统进一步研究如参数设计和选择提供了理论参考。     

降雨条件下黄土坡面溶质随地表径流迁移实验研究

根据西北黄土坡面溶质随地表径流迁移的特点，研制了黄土坡面溶质随地表径流迁移实验系统，并利用此系统进行了室内模拟实验，根据实验资料分析了土壤中各种离子随地表径流迁移特性，详细分析了土壤溶质随地表径流迁移机理。     

城市土壤的特性及其管理

城市土壤影响到城市生态环境质量和人体健康，正日益受到关注。城市土壤受人为活动的影响强烈，许多性质不同于自然土壤。文章就城市土壤形态，物理，化学，生物和污染特性作了详细综述，并提出了城市土壤的管理对策。     

长江上游典型区亚高山不同林型土壤的结构性与水分效应

森林土壤具有良好的水文生态功能,其结构特征影响土壤的水分物理性质。研究了长江上游地区的贡嘎山东坡亚高山不同林型下土壤的结构特征,并采用平均结构直径和结构分形特征进行评价,同时还研究了土壤渗透性、持水性等水分特性。研究结果表明:成熟阶段的混交林地土壤结构性最好,具有较强的水文生态功能;采伐迹地最差;其他林地类型介于其间。在该地区生态环境受到较好的保护,成熟混交林和过熟林占80%以上,因此总体上说该区的土壤结构状况和水分效应也较好,但由于该区生态环境脆弱,仍需加强管护。     

某沿海地区砂性软土类的试验研究

结合某工程实例，分析了沿海地区沙性软土的基本特性，总结了沙性软土的物理力学特性变化的影响因素，提出了控制室内土工实验可靠性的处理方法，为该类土的工程地质评价与基础设计提供了较为有价值的试验成果。     

土壤源热泵系统运行特性的快速预测方法

土壤源热泵系统的逐时运行特性预测对于系统设计和运行策略评估是十分重要的。该文在分析地埋管换热器传热基本原理的基础上,通过与动态负荷作用下"负荷叠加"的G函数法的对比,提出了一种热泵系统运行特性的快速预测方法。在进行年逐时运行特性预测时,通过与采用有限长线热源模型加准三维钻孔热阻模型换热器的某热泵系统算例计算结果的比较,该文预测方法对应的主要性能指标相对误差均低于1%,计算耗时仅为原方法的1/1000。该方法对于土壤源热泵系统的设计和应用具有十分重要的意义。     

基于图像重建的黄连根系-土壤复合体力学特性仿真与试验

针对黄连（Coptis chinensis）收获过程机械化程度低，根土复合体力学特性研究缺乏的问题，该研究以收获期黄连为研究对象，运用增量式运动恢复结构（incremental structure from motion，ISFM）和多视图立体（multi-view stereo，MVS）算法，通过多视角图像三维重构，将建立的高保真根系形态模型应用于不同条件下的根系-土壤复合体力学特性研究中。首先，通过田间采样和室内力学特性试验，得到根茎的平均剪切模量和泊松比，并测得不同深度的土壤和根土复合体的平均抗剪强度等物理力学参数。再以试验获得的入土深度为0～30 mm的土壤和根土复合体的平均抗剪强度作为响应值，采用Plackett-Burman试验和Central Composite试验等进行离散元仿真参数标定，并在EDEM软件中进行不同深度的土壤和根土复合体直剪试验数值模拟。结果表明：当土壤含水率在49.58%～62.96%、根系含水率在80%～230%的范围内时，在不同入土深度下，收获期黄连根土复合体离散元模型的内聚力和内摩擦角与试验结果的平均误差分别为3.48%和5.21%，标准差分别为3.44%和1.63%，验证表明通过图像重建根系模型可靠，并可用于模拟根土复合体力学行为。模拟方法可为黄连机械化收获关键工作部件设计和工作参数优化等提供理论依据。     

黄土丘陵区土壤水资源评价指标与分析

在总结土壤水研究现状和对土壤水的资源特性认识的基础上，重新定义了土壤水资源，土壤水资源是指植物根系可吸收利用的范围，其补给主要来源于大气降水，即能被植物（包括农作物）及土壤微生物所利用并可以恢复和更新的土壤水的数量；并阐述了土壤水资源的特征，它具有对降水依赖性与相关性，不易保存性或易耗散性，不可开采性与就地利用性，有效性和无效性，可调控性的特征；提出了土壤水资源的评价指标，包括土壤水资源最大存储量、可利用量、无效水资源量和实际存储量；根据评价指标初步计算了黄土丘陵区典型地区的土壤水资源。     

基于矩阵变换的车载玉米叶绿素含量快速预测系统偏差分析

为了对车载玉米叶绿素含量快速预测系统偏差进行分析,优化车载系统测量结果,该文提出一种空间插值和多维矩阵分析相结合的思想,阐述了基于矩阵变换和GIS空间分析手段的预测偏差分析策略,提高了车载系统快速预测空间分布的预测效果。研究结果表明：使用BP神经网络模型和RBF神经网络模型对车载系统动态预测单点位置叶绿素含量具有一定预测效果,平均决定系数R2约为0.8,2类模型的预测效果相近。RBF神经网络预测结果矩阵经反距离加权法插值后,其空间分布预测偏差度小于10%的数据量占总数据量的85%。表明该方法具有较好的空间预测效果,可以为车载系统动态测量平台预测玉米冠层叶片叶绿素含量的提供决策支持。