پيش بيني فشار تماسي و مقاومت به نفوذ خاك با اندازه‌گيري مساحت تماسي لاستيك و هدايت الكتريكي ظاهري خاك

Prediction of Contact Pressure and Soil Penetration Resistance by Measuring Tyre Contact Area and Soil Apparent Electrical Conductivity

امروزه يكي از مسائل اصلي در مطالعۀ ماشين‌هاي كشاورزي، رابطۀ لاستيك و خاك و تأثيرات ناشي از آن است. در اين مقاله، از يك سامانۀ آزمونگر تك چرخ براي اجراي آزمايش‌ها در شرايط كنترل شدۀ انبارۀ خاك استفاده شد. آزمون‌هاي مورد نظر با استفاده از يك لاستيك 28-4/12 و در سه سطح بار عمودي (6، 9 و 12 كيلو نيوتن)، سه سطح فشار باد (80، 120 و 160 كيلو پاسكال) و سه سطح رطوبتي (20/11، 86/14، 68/18 درصد) براي بررسي متغيرهاي مورد نظر روي پارامترهاي مساحت تماسي، فشار تماسي، فشردگي و هدايت الكتريكي ظاهري خاك اجرا شد. فشار تماسي متوسط با پارامترهاي بار عمودي، فشار باد و رطوبت داراي رابطۀ مستقيم است. مدل رگرسيوني براي پيش‌بيني فشار تماسي با ضريب تبيين مناسب به‌دست آمد (946/0R2=). هدايت الكتريكي ظاهري با ضريب تبيين مناسبي نسبت به سه متغير بار عمودي، فشار باد لاستيك و رطوبت خاك پيش‌بيني شد (850/0R2=). ضريب تبيين مدل‌هاي ارائه شده براي پيش‌بيني مقاومت به نفوذ خاك (شاخص مخروط) با استفاده از هدايت الكتريكي ظاهري، با افزايش رطوبت كاهش پيدا كرد. عامل كنترل­كنندۀ تغييرات هدايت الكتريكي ظاهري خاك در سطوح رطوبتي پايين و در سطوح رطوبتي بالاتر به­ترتيب بار عمودي و فشار باد لاستيك شناخته شد.همچنين با افزايش رطوبت، درصد خطاي استفاده از پارامتر تغييرات هدايت الكتريكي ظاهري براي تخمين مقاومت به نفوذ بيشتر مي‌شود.

One of the most important issues in agricultural machinery section is tyre - soil interactions. In this study, a single wheel tester was used to follow experiments in controlled conditions in a soil bin. A Goodyear 12.4-28, 6 ply tractor drive tyre was operated at three vertical loads of 6, 9 and 12 kN, three inflation pressures of 80, 120 and 160 kPa and three moisture content of soil: 11.20, 14.86 and 18.68 % d.b to investigate the effect of the variables on these parameters: contact area, contact pressure, compaction, and soil apparent electrical conductivity. It was found that medium contact pressure had a direct relation with vertical load, inflation pressure and moisture content. A regression model with R-square of 0.946 was achieved to predict contact pressure. Soil electrical conductivity changes was predicted with acceptable determination coefficient of 0.850 by using of vertical load, inflation pressure and moisture content. Determination coefficient magnitude for models to predict resistance to soil penetration (cone index) using soil apparent electrical conductivity decreased when moisture content was increased. The vertical load and inflation pressure were found two factors controlling the soil apparent electrical conductivity changes in low and high moisture content, respectively. Error percentage in using soil apparent electrical conductivity parameter to estimate the penetration resistance increased with increasing moisture content.