在最近的几十年里,随着农业机械化的不断普及和发展,土壤机械压实已成为一个不可回避的问题。土壤压实的直接后果是由于紧实度增加、孔隙度降低、容重增大,由此带来土壤透气性、水分渗透性及饱和导水率减小、土壤强度相应增加,从而导致植物根系的穿透阻力增大。同时土壤压实是表征土壤物理性状退化的最重要因素,所以只有首先弄清压实的形成过程及压实的评价指标,才能为避免或减轻土壤机械压实提供依据,避免土壤资源被破坏,使现代农业走可持续发展的道路。土壤压实所带来的严重后果已经逐渐被科学工作者所认识。虽然不少研究学者对土壤压实状况进行了监测及研究,但大多是采用土壤容重、孔隙度、坚实度等物理性质来描述,再结合作物的长势、产量来分析,也就是说只是对土壤压实后的一种测量和评价,没有对土壤压实过程进行动态的监测,从而未能更好的发现和研究土壤的压实机理及过程,因此研究土壤压实的应力变化对研究土壤压实问题具有重要意义。本研究利用由自行研制的土压力传感器和信号放大器组成的应力监测系统,首先采用室内模拟试验进行土中应力分布传递过程的模拟,从而对土中应力分布传递规律进行认识,为后续的研究提供理论支持及测试方法,然后进行大田试验。室内试验选择含水量和密度作为主要控制因素来进行试验研究。选取含水量与密度作为主控因素,一是因为含水量与密度变化可以反映土体内所发生的物理化学相互作用达到某一平衡状态时“土体结构”情况下的应力变化的环境状态,二是含水量与密度变化对土中应力的变化有较好的适应性,此外试验条件易于控制且简单易行。通过室内模拟试验可以得出土体中应力与压实度的变化关系,为大田试验提供参考和依据。大田试验利用原位压实应力监测系统来监测土壤压实状况,从而揭示了农业机械作用下土壤内部应力的传递过程。本研究还进行了先期固结压力的监测,建立了先期固结压力和压实程度之间的关系,为进一步评价土壤压实提供参考。主要结论及成果如下：1.通过参考购买的土压力传感器来研制更加适合于农地土壤应力监测的传感器,经过不断研究及改进,制作出了外形尺寸为φ18×6mm的土压力传感器,并对其进行了标定。从标定的结果来看,自制传感器具有良好的线性关系,且比购买的传感器具有更小的回程误差,这也说明了传感器的外形尺寸会造成测量误差。将传感器的砂标和油标实验的反映系数K进行比较发现厂家对土压力传感器只进行油标试验会给实际测量造成误差。2.设计了室内压实模型试验装置,包括静压试验台、加载设备、样桶等,并通过改变土壤基本物理参数(含水率和密度)来完成土壤室内模拟压实。试验结果验证了现有土力学理论附加应力分布传递规律,并且发现了土体性质变化对土中应力分布传递存在影响,以及不同因素变化对土中应力分布传递的影响规律。3.构建了适合于应力原位监测的系统。在纽荷兰拖拉机SNH550碾压下,用该测试系统对农田土壤压实过程进行了应力监测。试验通过改变碾压遍数和传感器的空间埋设位置来完成对农地土压实的应力传递规律的研究。4.针对传统测量先期固结压力耗时长,从而影响对土壤性质实时监测的缺点,本文采用单轴快速压缩法完成了对先前固结压力的测量,为先期固结压力的测量方法提出了新的思路。在大田试验中,采用纽荷兰拖拉机SNH550对农田土壤进行碾压,然后通过监测碾压处理土壤的先期固结压力来评价土壤的压实程度,从而建立了碾压次数与土壤先期固结压力的关系,为土壤压实的研究提供了新的方法。