شبیه سازی رفتار تراکم خاک زراعی با روش اجزاء محدود و تکنیک پردازش تصویر

تراکم خاک به فرآیندی که سبب افزایش چگالی ظاهری، کاهش حجم و پیوستگی منافذ، کاهش نفوذپذیری آبی و هوایی خاک و افزایش مقاومت مکانیکی می گردد، اطلاق می شود. یکی از پارامترهای مهم ارزیابی تراکم خاک، تنش پیش-تراکمی می باشد که اغلب به عنوان تنش در آستانه تراکم خاک، محسوب می شود. آزمون نشست صفحه ای روشی مناسب برای تعیین تنش پیش تراکمی خاک می باشد. در این تحقیق، آزمون تجربی نشست صفحه ای، روی یک نمونه خاک زراعی (شنی رسی لومی) در سطح محتوای رطوبتی 15 درصد بر پایه خشک و چگالی 1500 کیلوگرم بر مترمکعب انجام شد و خواص مکانیکی خاک تعیین شدند. سپس آزمون نشست صفحه ای به روش اجزاء محدود به صورت دو بعدی و متقارن در نرم افزار آباکوس شبیه سازی و تنش پیش تراکمی با این روش نیز پیش بینی شد. همچنین میزان تغییرات تنش و جابجایی در لایه های عرضی و عمقی خاک زراعی تجزیه و تحلیل شدند. بین داده های استخراج شده از مدل شبیه سازی و داده های تجربی تطابق بالایی بین آن ها وجود داشت (R2 =0.99). بررسی توزیع تنش فشاری و جابجایی در لایه های مختلف در عمق خاک نشان داد که مقدار تنش و جابجایی در لایه های نزدیک به سطح بارگذاری بیشتر و با پیشروی به سمت لایه های زیرین از مقدار تنش و جابجایی کاسته می شود. همچنین، در این پژوهش، از تکنیک پردازش تصویر نرم افزار متلب [1] به عنوان روشی برای تخمین میزان تراکم خاک استفاده شد. به عنوان نتیجه گیری کلی، می توان از هر دو روش اجزاء محدود و پردازش تصویر برای تشخیص ناحیه فشرده شده خاک استفاده نمود.