رابطه نشست زیر چرخ های تراکتور با خواص فشردگی و شاخص های مقاومت مکانیکی خاک در شرایط رطوبتی مختلف

خاک یک محیط کشت پیچیده و یک منبع تجدیدناپذیر و باارزش می باشد. بنابراین نیاز است تا با مدیریت مناسب از تخریب فیزیکی آن به وسیله فرسایش یا تراکم جلوگیری شود. شدت، عمق و مکان پیدایش تراکم در خاک به پارامترهای ماشینی (شامل: بار محوری، فشار تماسی، فشار باد لاستیک، نوع و ابعاد لاستیک، پیکربندی چرخ (تک-چرخ، جفت-چرخ و جفت-محور)، نوع ادوات، سرعت و تعداد تردد ماشین ها بر سطح خاک) و ویژگی های خاکی (شامل: ساختمان ، بافت، کانی های خاک، چگالی ظاهری، رطوبت، ترکیبات معدنی، ماده آلی) بستگی دارد. اهداف انجام این پژوهش عبارت بودند از: الف) بررسی ارتباط نشست خاک در زیر چرخ های تراکتور با چگالی ظاهری (bd) ، مقاومت شبه استاتیکی ( ci) و مقاومت دینامیکی(dci)، ب) تعیین تنش پیش- تراکمی ( ?_pc ) خاک (با دو روش فشردگی محصور (cct) و نشست صفحه ای (pst)) در مسیر عبور تراکتور و ج) بررسی ارتباط بین مقدار نشست خاک در زیر چرخ های تراکتور در رطوبت های مختلف و تنش پیش تراکمی (?_pc) و در راستای این اهداف، طرحی با چندین حالت تردد (0، 1، 2 و 3 بار عبور) با دو نوع تراکتور (سبک، mf285 و نیمه سنگین، mf6290) در دو حالت خاک (شخم خورده و شخم نخورده) و در سه سطح رطوبتی (pl9/0، pl و pl1/1 ، pl = حد خمیری خاک) در یک خاک لوم رسی در مزرعه پژوهشی لورک دانشگاه صنعتی اصفهان اجرا گردید. پارامترهای اندازه گیری شده خاک شامل: عمق نشست خاک (d_r)،?_pc، شاخص تراکم (c_c )، bd، ci و dci بود. مقادیر ?_pc ، c_c با تهیه نمونه های دست نخورده تحت شرایط مختلف آزمایشی در خط مرکزی اثر چرخ تراکتور و انتقال به آزمایشگاه با دو روش cct و pst بدست آمد و همچنین مقادیر چگالی ظاهری و رطوبت خاک نیز همزمان اندازه گیری شد. d_r ، ci و dci نیز در محل تهیه نمونه خاک، اندازه گیری گردید. برای استخراج ویژگی های فشردگی خاک از روی منحنی های تنش-نشست در آزمایش pst و تنش-کرنش در آزمایش cct از روش های کاساگراند عددی و ریاضی، بیشینه انحنا و تقاطع خط فشردگی بکر با محور x ها استفاده شد. نتایج نشان داد که با تغییر حالت خاک از شخم خورده به شخم نخورده، مقادیر d_r و c_c به ترتیب 9/33 و 9/9 درصدکاهش و مقادیر bd، ci ، dci و ?_pc به ترتیب 6/1، 7/8 ، 1/23 و 1/19 درصد افزایش یافت. با افزایش رطوبت از pl9/0 به pl مقادیر d_r و bd به ترتیب 2/11 و 3/18 درصد افزایش و مقادیر dci، ci، ?_pc و c_c به ترتیب 5، 8، 5/16 و 3% کاهش یافت. همچنین با افزایش رطوبت از pl به pl1/1 مقادیر d_r و bd به ترتیب 5 و 4/4 درصد افزایش و مقادیر dci ، ci، ?_pc و c_c به ترتیب7/7، 5، 2/7 و 2 درصد کاهش یافت. نتایج نشان داد که روابط خطی مشابهی بین ?_pc، ci و dci با چگالی ظاهری و رطوبت خاک وجود دارد. همچنین روابط خطی بین ?_pc (حاصل از pst و cct) با ci و dci استخراج گردید. بنابراین با استفاده از فروسنج (شبه استاتیکی یا دینامیکی) می توان ظرفیت باربری خاک را بدون انجام آزمایش های تراکم پذیری تخمین زد. از میانگین شاخص مخروط لایه 15-0 سانتی متری خاک می توان به عنوان شاخص مقاومت مکانیکی خاک به جای ?_pc استفاده نمود. نتایج نشان داد که در صورتی که فشار تماسی بیشتر از ?_pc خاک باشد، نشست قابل ملاحظه ای در خاک ایجاد می شود و در صورتی که ?_pc بیشتر از فشار تماسی باشد، نشست ناچیزی در خاک ایجاد می گردد و بنابراین، مقاومت فشردگی (?_pc) اندازه گیری شده با cct یا pst می تواند به عنوان تنش در آستانه تراکم خاک های مناطق مرکزی ایران استفاده نمود.