黑龙江省寒地旱作坡耕地水土流失严重,水土流失不仅使该地区土壤肥力下降、农作物减产,还使生态环境恶化。垄沟筑垱技术作为一种水土保持措施能有效地拦截地表径流和防治土壤流失,效果显著,已在黑龙江省部分地区得到应用。为实现垄沟筑垱作业的机械化和自动化,近年来已研制出多种机型垄沟筑垱机,并在筑垱机结构、原理、控制及零部件受力分析等方面展开了研究。目前筑垱机作业中存在筑垱形状不理想、土垱密实度低等问题,影响筑垱机的作业效果。翻转铲作为筑垱机的关键部件,其形状和尺寸直接影响机组的工作阻力、所筑土垱形状和土垱密实度,目前关于翻转铲尺寸对土垱蓄水能力影响规律的研究数据较少,因此有必要对其进行研究。本文针对现行筑垱作业中的问题,试验研究筑垱机翻转铲不同形状和尺寸对筑垱阻力和土挡尺寸的影响规律,并对不同翻转铲筑垱形状进行了比较分析。主要研究内容和成果如下：1)选取6种不同尺寸四叶板翻转铲,在入土深度为12cm、14cm及16cm时进行垄沟筑垱试验。通过分析研究,分别找出相同入土深度不同铲板尺寸和相同铲板尺寸不同入土深度对筑垱阻力和土垱尺寸的影响关系。(1)铲板尺寸对筑垱阻力的影响。入土深度较大时铲板高H和顶边宽B影响较大,铲板高H大,筑垱阻力小,顶边宽B大,筑垱阻力大；入土深度较小时底边宽b影响较大,底边宽b大,筑垱阻力大。(2)铲板尺寸对土垱尺寸的影响。入土深度不同,同一尺寸铲板对土垱尺寸的影响规律不同,存在铲板底边宽b大、顶部厚度比大；铲板顶边宽B大,土垱底部厚度BT比大、高度比小；铲板高H大,土垱高度比小；铲板面积S值大,土垱高度比及面积比R大的对应关系。2)运用有限元的方法基于ANSYS软件,分析最大筑垱阻力条件下不同翻转铲的应力变形分布特点,优化铲板厚度。3)以土垱形状相似比、土垱断面面积比和土垱面压力作为评价指标,对土垱蓄水能力进行评价,采用归一化的方法对数据进行标准化处理,得到总评的归一化值,通过分析得到底边宽b与铲板高H都较小或适中的铲板筑垱,土垱形状相似比、土垱断面面积比和土垱面压力的总评归一值较大,蓄水能力较好,而底边宽b较小、铲板高H较大或底边宽b较大、铲板高H较小的铲板评价指标总评归一值较小,所筑土垱蓄水能力较低。本文所得筑垱过程中翻转铲的搂土阻力、翻转阻力和土垱尺寸等试验数据和结论,为研发设计翻转铲提供了技术依据,对合理运用垄沟筑垱机进行筑垱作业、有效防治坡耕地水土流失具有一定的指导作用和实际意义。