بررسی تاثیر برخی عوامل موثر بر ضرایب اصطکاک خارجی و دگرچسبی خاک در شرایط آزمایشگاهی

تعیین دقیق پارامترهای خاک از قبیل چسبندگی و اصطکاک خارجی خاک در طراحی ادوات کشاورزی، محاسبه نیروی مقاوم کششی و بررسی عملکرد و سائیدگی آنها اهمیت اساسی دارد. در این تحقیق مقادیر ضرایب اصطکاک خارجی و دگرچسبی خاک برای سه بافت خاک لومی، لومی شنی و شنی لومی تحت شرایط رطوبتی و سطوح درگیر مختلف تحت سرعت های پیشروی متفاوت سطوح درگیر نسبت به خاک بدست آمد. اثرعوامل اصلی درصد رطوبت، نوع بافت خاک، سرعت لغزشی و جنس سطوح و نیز اثرات متقابل آن ها بر ضرایب اصطکاک خارجی و دگرچسبی خاک نیز مورد بررسی قرار گرفت. همچنین روند تغییرات ضرایب اصطکاک خارجی و دگرچسبی خاک برحسب افزایش محتوای رطوبت در بافت های مختلف خاک مورد مطالعه قرار گرفت و فاز های مختلف اصطکاکی، چسبندگی و فاز سیالی در آنها مورد تشخیص قرار گرفت. در این تحقیق دستگاهی برای اندازه گیری ضریب اصطکاک خارجی و دگرچسبی خاک طراحی و ساخته شد و عملکرد آن مورد بررسی قرار گرفت. دستگاه شامل دو بخش الکتریکی و مکانیکی است که در آن مخزن با استفاده از یک الکتروموتور روی دو ریل موازی به حرکت در آمده و حاصل این حرکت تماس، سطح مماسی خاک داخل آن با قطعه فلزی متصل به لودسل که به صورت ثابت بر روی مخزن قرار داده شده می باشد. نیروی حاصل از تماس خاک با فلز توسط لودسل به سیستم تحصیل داده وارد و ثبت و ضبط می شد. داده ها در قالب طرح فاکتوریل بر پایه ی طرح بلوک کامل تصادفی تحلیل شدند. آزمایشات برای هر بافت خاک در پنج سطح محتوی رطوبتی خاک، سه سطح سرعت لغزشی، چهار جنس فولاد، چدن، لاستیک و تفلون در سه تکرار انجام گردید. نتایج نشان داد در تمامی بافت های مورد آزمایش اثرات اصلی رطوبت، سرعت و جنس در سطح احتمال 1% اثر معنی-داری بر روی ضریب اصطکاک خارجی خاک داشتند. همچنین اثرات متقابل دوتایی رطوبت در سرعت، رطوبت در جنس، و سرعت در جنس و نیز اثرات متقابل سه تایی سرعت در رطوبت در جنس، در سطح احتمال 1% معنی دار بود. نمودار های سرعت نسبت به ضریب اصطکاک خارجی در سه سرعت آزمایشی در سه بافت خاک نشان داد که با افزایش سرعت، ضریب اصطکاک نیز روند افزایشی داشته و این روند کمابیش در 5 سطح رطوبتی یکسان است. همچنین ضریب اصطکاک خارجی خاک با افزایش رطوبت تا حد مشخصی افزایش یافته و به حد ماکزیمم می رسد و پس از آن افت چشمگیری داشته که این سطح رطوبت می تواند معرف فاز سیالی برای این خاک ها باشد. با توجه به نتایج تجزیه واریانس داده های چسبندگی خاک و فلز مشاهده می شود که در بافت های لومی، لومی شنی و شنی لومی اثرات اصلی رطوبت، سرعت و جنس در سطح احتمال 1% اثر معنی داری بر روی چسبندگی خاک و فلز دارند. همچنین اثرات متقابل دوتایی رطوبت در سرعت، رطوبت در جنس، و سرعت در جنس و نیز اثرات متقابل سه تایی سرعت در رطوبت در جنس، در سطح احتمال 1% معنی دار است. نتایج نشان داد که میانگین مقادیر ضرایب اصطکاک خارجی و دگرچسبی برای خاک های مورد مطالعه دارای تفاوت معنی داری نسبت به همدیگر می باشد.