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中国耕地面积总量中水田占4.5亿亩,而水田环境下车辆的作业效率、通过性等指标直接影响机具的燃油消耗,进而也影响到水田粮食产出的成本。江苏地区的水田以粘土居多,作业机具在此类水田中工作时轮胎的驱动力难于发挥,轮胎下陷严重,行驶阻力增大,造成通过性变差,因此研究水田条件车辆的通过性能具有现实的意义。鉴于土壤的物理力学状态普遍存在的空间变异性,而空间变异性又发生在不同的尺度水平,因此基于精细尺度水平的土壤物理力学参数测试及空间变异性评价是推动车辆通过性向精准化发展的重要途径。为此本文综合运用一整套测试手段精准测试水田土壤的物理特性及力学特性,并依据所得数据评价土壤的力学特性和车辆的通过性能。所测水田土壤物理参数包括:土壤含水率、干密度及总孔隙度;所测水田土壤力学参数包括:c、φ、kc、kφ、n,其中c、p为土壤的剪切特性参数,kc、kφ、n为土壤的承压特性参数。田间实测结果表明,水田田间土壤的物理特性和力学特性在微小的尺度水平上存在显著的空间变异性,因此能够造成田间作业车辆通过性能在精细尺度上的变化。土壤圆锥指数的统计分析反映出水田土壤的贯入阻力随土壤深度的变化特征,结果表明水田土壤的含水率、干密度、总孔隙度、圆锥指数随深度变化显著。对圆锥贯入曲线的分段拟合获得了圆锥指数随深度变化的特征函数。农业车辆的通过性由田间土壤的内聚力c、内摩擦角9和承压特性参数kc、kφ、n综合决定,本文采用精细测试的方法,使用高度为2cm的取样环刀对土壤进行分层取样,通过直剪试验得到不同深度的土壤内聚力和内摩擦角数据,同时运用不同尺寸的平板下陷试验测得水田土壤的kc、kφ、n值。在得出土壤的各力学特性参数之后,运用车辆通过性模型预测水田土壤的车辆通过性。田间的原位平板下陷试验分别使用圆锥及直径为20mm、30mm、50mm的压板,测试结果反映出圆锥和直径20mm的压板在下陷过程中表现为锥效应,而直径为30mm和50mm的压板则表现为板效应,即当承载面积不同时,土壤表现出的承压特性不同,这对农业车辆轮胎等参数的设计具有一定的指导意义。结合车辆通过性评价模型及田间实测数据,选取3个近年代表性的江苏省推广拖拉机机型并对所选机型进行通过性评价,发现3种拖拉机空载时均可在该试验小区通过,且拖拉机在深层土壤的通过性能强于浅层土壤。