بررسی کمی ویژگی‌های هندسی خلل و فرج خاک با استفاده از روش رنگ آمیزی فلورسنت

تخلخل خاک در پیدایش و کنترل فرایندها، برهمکنش با محیط و نگهداشت و انتقال آب و املاح نقش اصلی را بر عهده دارد. در روش­های مرسوم خصوصیات ناهمگن اجزاء تشکیل دهنده تخلخل خاک، با اعمال یک سری فرضیات از قبیل فعال و کروی همه حفرات ساده­سازی می­شوند. روش­ میکرومورفولوژی با مشاهده­ی مستقیم  و تعیین خصوصیات هندسی حفرات خاک امکان توصیف دقیق­تری از خلل و فرج خاک فراهم می­آورد. هدف از این مطالعه استفاده از روش رنگ­آمیزی فلورسنت در کمی­سازی خصوصیات هندسی خلل و فرج خاک می­باشد. 39 نمونه­ خاک دست نخورده با مخلوط رزین­-­استون حاوی ماده فلورسنت تلقیح، خشکانده و برش داده شدند. سپس با روش تصویر برداری متوالی زیر نور فرابنفش، 40 تصویر رقومی از هر نمونه تهیه شد. تصاویر توسط نرم­افزار Image Tool آستانه­­بندی و  حفرات با رنگ روشن از بخش جامد تفکیک شدند. حفرات بر اساس مساحت، محیط، کشیدگی، فشردگی، گردشدگی، قطر معادل، قطر بزرگ و همچنین قطر کوچک کلاس­بندی شدند. نتایج عددی به صورت فایل Excel از نرم­افزار استخراج و تعداد و درصد حفرات در هر کلاس تعیین شد. حفرات با مساحت کمتر از 100 میکرومترمربع در لایه شخم ( < 35 سانتی­متر) کمتر از 16% تخلخل بود که در کفه شخم به بیش از 29% ­رسید. حفرات با مساحت بیش از 100 میکرومترمربع در لایه شخم به بیش از 80% تخلخل کل بالغ گردیدند. کلاس غالب از نظر فشردگی خاک در همه اعماق کلاس 5/0-3/0 بود و حداکثر آن (94/56%) در عمق 35-30 سانتی­متر به دست آمد. کشیده­ترین حفرات (کلاس 1/0>) در لایه­ 10-0 سانتی­متر به دست آمد که در عمق 35-30 سانتی­متری به حداقل خود (8/33%) کاهش یافت. از نظر گردشدگی بیش از 55 درصد حفرات دارای شاخص گردشدگی 1/0-05/0 بودند. بر اساس پارامترهای قطر معادل، قطر بزرگ و قطر کوچک فراوانی حفرات ریز، متوسط و درشت تعیین گردیدند. نتایج نشان داد روش میکرومورفولوژی در مطالعات تخلخل و شکل حفرات بسیار توانمند است و ثابت نمود که فرضیات اعمال شده در مورد شکل حفرات خاک در روابط فیزیکی با واقعیت­های موجود اختلاف قابل توجهی دارند و باید اصلاح شوند.