ارزيابي مقاومت تراكمي (تنش‌پيش- ‌تراكمي) خاك با استفاده از آزمايش‌هاي نشست صفحه‌اي و فشردگي محصور

Evaluation of Soil Compaction Strength (Pre-Compaction Stress) Using Plate Sinkage and Uniaxial Confined Compression Tests

براي جلوگيري از تراكم خاك، دانستن حد تنش فشاري مجاز (مقاومت تراكمي) خاك حائز اهميت مي‌باشد. تنش پيش-‌تراكمي (σpc ) به‌عنوان معياري از مقاومت به تراكم خاك و براي تعيين درجه تراكم‌پذيري خاك پيشنهاد شده است. در اين پژوهش، σpcخاك با استفاده از آزمايش‌هاي نشست صفحه‌اي (PST) و فشردگي محصور (CCT) تعيين گرديد. آزمايش‌ها روي نمونه‌هايي از يك خاك لوم-‌شني انجام گرفت. براي تهيه نمونه‌هاي خاك با درجات مختلف تراكم، از دو سطح رطوبت (17 و 19 درصد وزني خشك) و شش سطح تنش پيش-‌باري (0، 25، 50، 100، 150 و 200 كيلوپاسكال) استفاده شد. براي بررسي اثر رطوبت و تنش پيش-‌باري بر σpcبراورده شده، از آزمايش فاكتوريل در قالب طرح كاملاً تصادفي و با سه تكرار استفاده شد. مقادير σpcتعيين شده به‌طور معني‌داري تحت تأثير تركيب بارگذاري و شرايط رطوبتي خاك قرار گرفت. نتايج آزمايش PST نشان داد كه با افزايش مقدار تنش پيش-‌باري و رطوبت خاك، ميزان σpc به ترتيب افزايش و كاهش يافته است. در صورتي كه در آزمايش CCT با افزايش رطوبت خاك، σpc براورد شده به‌طور معني‌داري افزايش يافت. هم‌چنين نتايج نشان داد كه با آزمايش PST، مقاومت تراكمي خاك ( σpc) با دقت تعيين شد، در صورتي‌كه مقادير تعيين شده با آزمايش 4/5 ، CCT (در رطوبت 17%) و 8/5 (در رطوبت 19%) برابر مقادير تنش پيش- ‌باري اعمال شده به خاك بودند. نتايج اين تحقيق نشان داد كه σpc بستگي به روش آزمايش فشاري داشته، آزمايش‌ PST روشي مناسب براي براورد مقاومت تراكمي (تنش پيش- تراكمي) خاك بوده و در مديريت پايدار خاك (از جنبه‌هاي تردد‌پذيري خاك و خاك‌ورزي) و اثر عوامل مختلف مديريتي بر تنش پيش- ‌تراكمي خاك قابل استفاده مي‌باشد.

For prevention of soil compaction, knowledge of allowable compression stress limit (compaction strength) in soil is important. Pre-compaction stress ( σpc) was introduced as soil compaction strength and often used as a criterion for evaluation of soil susceptibility to compaction. In this research, pre-compaction stress was measured for a sandy loam soil with plate sinkage (PST) and confined compression (CCT) tests. To prepare soil samples with different initial compactness, two soil water contents (17 and 19%db) and six pre-loading stresses (0, 25, 50, 100, 150 and 200 kPa) were used. The effects of soil water content and pre-loading stress on estimated pre-compaction stress were studied using a factorial experiment in a completely randomized design with three replications. The σpcvalues were significantly influenced by loading combination and soil water content. For PST, pre-load increase and higher soil water content resulted in higher and lower values of σpc , respectively. However, predicted σpc value increased with higher soil water content for CCT. The results also showed that the σpc predicted with PST was accurate, whereas the values obtained with CCT were 4.5 (at 17 %db) and 8.5 (at 19 %db) times higher than the applied pre-loads. Overall, the findings indicated that σpc prediction depends on the compression test, and PST could be a suitable method for soil pre-compaction stress (compaction strength) determination in sustainable soil management, i.e., soil trafficability and tillage. The PST method is also suitable to assess the effect of managing factors on pre-compaction stress.