شبيه‌سازي رفتار تراكم خاك زراعي با روش اجزاء محدود و تكنيك پردازش تصوير

تراكم خاك به فرآيندي كه سبب افزايش چگالي ظاهري، كاهش حجم و پيوستگي منافذ، كاهش نفوذپذيري آبي و هوايي خاك و افزايش مقاومت مكانيكي مي گردد، اطلاق مي‌شود. يكي از پارامترهاي مهم ارزيابي تراكم خاك، تنش پيشتراكمي مي‌باشد كه اغلب به ‌عنوان تنش در آستانه تراكم خاك، محسوب مي‌شود. آزمون نشست صفحه اي روشي مناسب براي تعيين تنش پيش تراكمي خاك مي باشد. در اين تحقيق، آزمون تجربي نشست صفحه اي، روي يك نمونه خاك زراعي (شني رسي لومي) در سطح محتواي رطوبتي 15 درصد بر پايه خشك و چگالي 1500 كيلوگرم بر مترمكعب انجام شد و خواص مكانيكي خاك تعيين شدند. سپس آزمون نشست صفحه اي به روش اجزاء محدود به‌صورت دو بعدي و متقارن در نرم افزار آباكوس شبيه سازي و تنش پيش تراكمي با اين روش نيز پيش بيني شد. همچنين ميزان تغييرات تنش و جابجايي در لايه هاي عرضي و عمقي خاك زراعي تجزيه‌ و تحليل شدند. بين داده هاي استخراج شده از مدل شبيه سازي و داده هاي تجربي تطابق بالايي بين آن‌ها وجود داشت (R2 =0.99). بررسي توزيع تنش فشاري و جابجايي در لايه هاي مختلف در عمق خاك‌ نشان داد كه مقدار تنش و جابجايي در لايه هاي نزديك به سطح بارگذاري بيشتر و با پيشروي به سمت لايه هاي زيرين از مقدار تنش و جابجايي كاسته مي شود. همچنين، در اين پژوهش، از تكنيك پردازش تصوير نرم‌افزار متلب[1] به ‌عنوان روشي براي تخمين ميزان تراكم خاك استفاده شد. به عنوان نتيجه گيري كلي، مي توان از هر دو روش اجزاء محدود و پردازش تصوير براي تشخيص ناحيه فشرده شده خاك استفاده نمود.