تأثیر چرخه های تر و خشک شدن و بارگذاری خارجی بر شاخص های تراکم پذیری خاک مزارع زیر کشت نیشکر

چکیده در طبیعت خاک ها در اثر وزن خود، بارهای خارجی و نیروهای درونی ناشی از فرآیندهای تر و خشک شدن دچار کاهش حجم و تراکم می شوند. ویژگی های ذاتی خاک همچون بافت و پویا همچون رطوبت، فرآیندهای تر و خشک شدن و بار خارجی به عنوان عوامل موثر در ایجاد تراکم خاک می باشند. تراکم خاک معمولاً به علت آبیاری غرقابی مکرر و نیز عملیات برداشت مکانیزه با ماشین های سنگین، پیرامون کشت متمرکز نیشکر آشکار و چشم گیر است. تخمین تنش در آستانه تراکم (تنش پیش-تراکمی، ?pc) و حساسیت خاک به تراکم (ضریب تغییر شکل پذیری، cd و شاخص فشردگی، cc) هنگامی که تنش وارد شده به خاک بیش تر از تنش پیش-تراکمی باشد، می تواند در جلوگیری از تراکم خاک مفید باشد. بنابراین اهداف این پژوهش عبارت بودند از: الف) بررسی تغییرات تنش پیش-تراکمی و شاخص فشردگی خاک با دو بافت (درشت و ریز) غالب در مزارع طرح توسعه نیشکر اهواز با و بدون چرخه های تر و خشک شدن، ب) تعیین پارامترهای مقاومت برشی خاک، ج) تعیین رابطه بین پارامترهای فیزیکی و مکانیکی اندازه گیری شده خاک و د) اندازه گیری منحنی های مشخصه رطوبتی برای خاک های با و بدون چرخه های تر و خشک شدن و فشرده شده با بار خارجی. برای رسیدن به این اهداف دو نوع خاک لوم شنی و رس سیلتی ریز از لایه رویین (0-20 سانتی متر) مزارع طرح توسعه نیشکر و صنایع جانبی اهواز تهیه گردید. ویژگی های فشردگی (?pc ، cd و cc ) هر دو نوع خاک در دو حالت با تر و خشک شدن و بدون تر و خشک شدن و در دو مقدار رطوبت 9/0 حد خمیری (pl)و pl 1/1 و سه سطح پیش بار (0، 100 و 200 کیلوپاسکال) با آزمایش های نشست صفحه ای (pst) و فشردگی محصور ( cct) تعیین گردید. برای استخراج ویژگی های فشردگی خاک از منحنی های تنش-نشست در آزمایش pst و تنش-کرنش در آزمایش cct، از روش های کاساگراند، بیشینه انحنا و تقاطع خط فشردگی بکر با محور xاستفاده شد. نتایج نشان داد که: در آزمایشpst، ?pc در روش های کاساگراند و انحنای بیشینه به ترتیب بیش ترین و کم ترین مقدار را داشت و در آزمایش cct، ?pc در روش کاساگراند دارای بیش ترین مقدار و در مواردی روش انحنای بیشینه و گاهی تقاطع خط فشردگی بکر با محور xدارای کم ترین مقدار بود. با تغییر بافت از لوم شنی به رس سیلتی مقدار ?pc در آزمایش های pst و cct به ترتیب 5/5 و 27 درصد کاهش یافت. این پارامتر، با 5 سیکل تر و خشک شدن نمونه ها نسبت به حالت بدون تر و خشک شدن به اندازه 5/27 و 23 درصد افزایش و با افزایش رطوبت از pl9/0 به pl1/1، 5/13 و 27 درصد کاهش یافت. افزایش پیش بار از 0 به 100 کیلوپاسکال و از 100 به200 کیلوپاسکال به ترتیب سبب 4/2 و 1/2 برابر شدن این پارامتر در آزمایش pst و 3/2 و8/1 برابر شدن در آزمایش cct شد. با تغییر بافت از لوم شنی به رس سیلتی مقدار ضریب تغییر شکل پذیری حاصل از آزمایش pst و شاخص فشردگی حاصل از آزمایش cct به ترتیب 8 و 7 درصد افزایش یافت. با 5 سیکل تر و خشک شدن نمونه ها نسبت به حالت بدون تر و خشک شدن ضریب تغییر شکل پذیری و شاخص فشردگی به ترتیب به اندازه 6 و 5/18 درصد کاهش و با افزایش رطوبت از pl9/0 به pl1/1، ضریب تغییر شکل پذیری 5/3 درصد افزایش و شاخص فشردگی 13 درصد کاهش یافت. افزایش پیش بار از 0 به 100 کیلوپاسکال و از 100 به200 کیلوپاسکال به ترتیب سبب افزایش 13 و 28 درصد ضریب تغییر شکل پذیری و کاهش 18 و 30 درصد شاخص فشردگی گردید. تر و خشک شدن و افزایش رطوبت سبب افزایش چسبندگی و کاهش زاویه اصطکاک داخلی شد. افزایش پیش بار از 0 به 100 کیلوپاسکال و از 100 به 200 کیلوپاسکال به ترتیب سبب افزایش و کاهش چسبندگی وکاهش و افزایش زاویه اصطکاک داخلی گردید. نتایج نشان داد که فرآیند تر و خشک شدن خاک های لوم شنی و رس سیلتی به ترتیب موجب حساس و مقاوم به تراکم شدن خاک ها در محدوده بارهای وارده (100 و 200 کیلوپاسکال) گردید. واژه های کلیدی: تنش پیش-تراکمی، ضریب تغییر شکل پذیری، شاخص فشردگی، مقاومت برشی، تر و خشک شدن، نیشکر