تأثير شرايط آزمايش، مقدار ماده آلي، رس و كربنات كلسيم خاك بر ميانگين وزني قطر و مقاومت كششي خاكدانه ها در برخي از خاك هاي استان همدان

Impacts of Test Conditions, Soil Organic Matter, Clay and Calcium Carbonate Contents on Mean Weight Diameter and Tensile Strength of Aggregates of Some Hamedan Soils

ويژگي‌هاي فيزيكي و شيميايي خاك و شرايط آزمايش بر پايداري ساختمان خاك مؤثرند. در اين پژوهش اثر شرايط آزمايش در كنار ويژگي‌هاي ذاتي بر پايداري خاكدانه‌هاي شماري از خاك‌هاي استان همدان به كمك روش الك تر و اندازه‌گيري مقاومت كششي خاكدانه‌ها بررسي شد. از دو شاخص ميانگين وزني قطر (MWD) و مقاومت كششي (Y) خاكدانه‌ها براي بيان پايداري ساختمان خاك استفاده شد. در روش الك تر و با استفاده از پيش-تيمار مرطوب كردن آهسته، سه زمان متفاوت (5، 10 و 15 دقيقه) الك‌كردن خاكدانه‌ها در آب به منظور اعمال تنش‌هاي مكانيكي- آبي در نظر گرفته شد. مقاومت كششي خاكدانه‌ها نيز در دو شرايط رطوبتي هوا-خشك و مكش ماتريك 500kPa به روش غيرمستقيم برزيلي اندازه‌گيري شد. با توجه به پايداري ساختماني نسبتاً ضعيف خاك‌هاي همدان كه از ويژگي‌هاي مناطق خشك و نيمه‌خشك است، زمان‌هاي كوتاه الك كردن خاكدانه‌ها براي تشخيص تغييرات پايداري ساختمان ناشي از ويژگي‌هاي ذاتي مناسب‌تر بود. در بين ويژگي‌هاي مؤثر بر MWD، بيشترين نقش مربوط به ماده ‌آلي بود. از سه ويژگي ذاتي ماده آلي، رس و كربنات كلسيم كه اثر آنها بر Y خاكدانه‌ها بررسي شد، تأثير ماده آلي به مراتب بيشتر از دو ويژگي ديگر بود. بالاترين ضريب تبيين (R2) براي رابطه Y خاكدانه‌ها با ويژگي‌هاي ذاتي خاك‌هاي مورد بررسي در مكش ماتريك 500kPa حاصل شد. نقش ماده آلي در اين خاك‌ها در ايجاد خاكدانه هاي پايدار نسبت به ساير ويژگي‌هاي خاك بيشتر قابل توجه است. نتايج اين پژوهش، زمان‌هاي كوتاه الك كردن (5 دقيقه در الك تر) و مكش ماتريك 500kPa را براي اندازه‌گيري مقاومت كششي براي ارزيابي پايداري ساختمان خاك‌هاي استان همدان توصيه مي‌كند.

Soil physical and chemical properties, and test conditions might affect soil structural stability. In this study, the effects of test conditions as well as intrinsic soil properties on structural stability were investigated for selected soils from Hamedan Province. Mean weight diameter (MWD) and tensile strength (Y) of aggregates were determined by wet sieving method and indirect Brazilian test, respectively. The soil samples were pre-wetted slowly to matric suction of 200 kPa before the wet sieving. The pre-wetted samples were wet-sieved for 5, 10 and 15 min in order to simulate different hydro-mechanical stresses imposed on soil structure. Tensile strength of soil aggregates were also measured at air-dry and 500 kPa matric suction conditions. Short duration shaking (i.e. 5 min) could effectively discriminate the Hamedan soils in terms of structural stability due to their fairly low aggregate stabilities. The soil organic matter content had the highest impact on MWD followed by both clay and CaCO3 content. The same was true for the Y values i.e. OM played the highest role in mechanical strength of soil aggregates. The highest coefficient of determination (R2) was obtained between Y and the intrinsic soil properties for matric suction of 500 kPa. The organic matter content had an important role in water and mechanically stable soil aggregates. The results indicated that short-duration wet sieving (i.e. 5 min) and measurements of tensile strength at matric suction of 500 kPa could be recommended for aggregate stability assessment in Hamedan soils