水田面积占我国耕地面积的26%,复杂的水田土壤环境给现有田间作业机械的工作带来极大的挑战。目前,我国针对水田土壤承压特性测量方法的研究还存在一些不足,现有的土壤承压特性测量装置存在设计复杂、数据采集误差大、适用性较差等一系列问题,在室外水田工况下测量容易发生沉陷现象。因此,有必要对水田土壤承压特性测量方法和测量装置进行深入研究。本文针对水田土壤承压特性测量方法进行了水田土壤承压模型建立、承压测板与水田土壤的作用机理分析、测量装置总体设计和田间试验研究。主要工作内容如下:(1)针对较少研究的水田土壤工况,建立了基于SPH法承压测板-水田土壤数值模型。选取武汉黄棕壤水田土壤为样本土壤,并测量了其力学特性参数,构建分层水田土壤模型并进行赋值,参考样本土壤的泥脚深度对比分析,仿真计算得出面积为S=9.95cm~2的承压测板能够稳定的测量样本土壤承压特性,验证了仿真模型准确性,为后面的承压测板与水田土壤的作用机理的分析奠定了基础。(2)根据承压测板-水田土壤数值仿真模型计算结果,分析承压测板与水田土壤的作用机理,在不改变承压测板的面积基础上,修改其形状参数,建立仿真模型,在相同的比压情况下,对贯入深度曲线和承压-下陷曲线进行分析,得出圆形测板贯入深度最大,随着测板贯入深度越大,可以测量范围更广,故从承压测板贯入深度的解决方案选择上,圆形测板为最优解。(3)结合仿真模拟结果,进行水田土壤承压特性测量装置总体结构设计和数据采集方案设计。推导了数据采集机构之间的关系式,设计了控制系统对测量装置进行实时高频数据采集,使用卡尔曼滤波算法对融合数据去除噪声,利用三维数据扫描技术扫描样机表面,补偿测量样机在装配过程中的装配误差,完成样机标定。开展了测量装置样机的田间试验,采用仿真计算选出的承压测板为试验对象,用试验数据验证了基于SPH法建立承压测板-水田土壤数值模型选择适合样本土壤的承压测板方法有效性,及测量装置在田间工作的可靠性。