基于声发射的土壤生物活动动态监测研究

发布时间：2025-06-28 01:08

　　污水土地处理系统作为一种生态处理技术,具备成本低、易运行、污水处理效果好等优势,对我国广大城镇和乡村地区的污水处理具有重要意义。土壤是土地处理系统的基石,良好的土壤结构对提高污水净化能力有根本作用。但土壤结构是动态变化的,土壤内部持续的生物活动是导致这一动态变化的主要原因,对土壤生物活动的监测是掌握土壤结构变化的关键。然而,土壤内部的生物活动难以直接观测,给土壤结构的研究带来困难。因此,研究土壤生物活动监测的新技术从而掌握土壤结构变化,成为发展污水土地处理技术的过程中亟需解决的问题。本研究针对土壤内部生物活动监测的难题,基于这些生物活动产生的大量声发射(AE)信号,提出了土壤生物活动的AE监测法,可在不破坏土壤结构的情况下实现对土壤生物活动的连续监测。本研究首先通过小试实验,分析了蚯蚓运动和根系生长过程中产生的AE信号及其声学特征,并通过延时摄影、粒子图像测速等技术的辅助,证实了 AE监测法可对土壤内的生物活动进行动态监测;进一步搭建模拟自然条件下复杂土壤环境的土壤体系,以根系为研究对象,对土壤AE信号和温度、湿度等进行长期连续监测,掌握了复杂土壤环境体系中的AE信号及其特征;利用主成分...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－２?土壤中几种典型的ＡＥ来源［９５］：?（１）液桥断裂；（２）裂缝发育；（３）力链释放；??（４）颗粒摩檫；（５）颗粒胶结断裂；（６）?土壤纤维断裂??

Ｅ弹性波并非完全由一种机制产生，而是一系列??复杂过程的组合。土壤中的生物活动是产生ＡＥ事件的重要来源，例如，蚯蚓等??土壤动物的运动和植物根系的生长导致了土壤颗粒接触状况的改变，或土壤团聚??体的瞬时重新排列，由此引起的土壤颗粒或团聚体之间的摩擦、裂缝的形成、土??壤内部气液界....

图１－３技术路线图??Ｆｉｇｕｒｅ?１－３?Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ?Ｒｏａｄｍａｐ??

?山东大学硕士学位论文???本研宄的技术路线如图１－３所示。??基于声发射的土壤生物活动动态监测研究??虫运动二维买途??丨根系生长二维实验?ｊ小试研究?室内模拟??根系生长３１实验???Ｉ?Ｌ￣ｐｚｒｐｚｒｚｉ???１??声发継ｉｉ?延图?５?声发射獅?土壤水分测定土壊温度测定....

图２－２蚯蚓运动声学特征二维装置??Ｆｉｇｕｒｅ?２－２?ＡＥ?ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ?ａｓｓｅｍｂｌｙ?ｆｏｒ?ｅａｒｔｈｗｏｒｍ?ａｃｔｉｖｉｔｙ?ｉｎ?ｇｌａｓｓ?ｃｅｌｌｓ??

?山东大学硕士学位论文???ａ）?ｗｍｉ?；?ｂ）?＿ｊ?ｃ）??ｍｍｍ??ｉｌｌ??图２－２蚯蚓运动声学特征二维装置??Ｆｉｇｕｒｅ?２－２?ＡＥ?ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ?ａｓｓｅｍｂｌｙ?ｆｏｒ?ｅａｒｔｈｗｏｒｍ?ａｃｔｉｖｉｔｙ?ｉｎ?ｇｌａｓｓ?ｃｅｌｌｓ??２．３．１．....

图２－３根系生长声学特征二维装置??Ｆｉｇｕｒｅ?２－３?ＡＥ?ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ?ａｓｓｅｍｂｌｙ?ｆｏｒ?ｒｏｏｔ?ｇｒｏｗｔｈ?ｉｎ?ｇｌａｓｓ?ｃｅｌｌｓ??２．３．１．３

?山东大学硕士学位论文???及ｖ飞？；??＾Ｓｋ?＾??图２－３根系生长声学特征二维装置??Ｆｉｇｕｒｅ?２－３?ＡＥ?ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ?ａｓｓｅｍｂｌｙ?ｆｏｒ?ｒｏｏｔ?ｇｒｏｗｔｈ?ｉｎ?ｇｌａｓｓ?ｃｅｌｌｓ??２．３．１．３根系生长声学特征的三维装置??如图２－４所....

本文编号：4054176