بررسي تاثير عمق و رطوبت بر مقاومت برشي خاك در مزرعه و آزمايشگاه

Investigating the effect of depth and moisture content on the soil shear strength in situ and laboratory

مقاومت برشي خاك از خصوصياتي است كه بر روي مقدار ظرفيت كشش وسائل زمين گيرايي و همچنين نيروي مقاوم در برابر عبور ابزار خاكورز در خاك اثرگذار است بنابراين دانستن تنش برشي بيشينه خاك حائز اهميت مي باشد. تنش برشي بيشينه به عنوان معياري از مقاومت برشي خاك پيشنهاد شده است. در اين پژوهش، تنش برشي خاك با استفاده از آزمايش هاي برش مستقيم و فشاري تك محوري در آزمايشگاه و برش پره در مزرعه تعيين گرديد. آزمايش ها بر روي نمونه هاي دست نخورده از يك خاك رسي-سيلتي در سه سطح رطوبت و سه عمق انجام گرفت. براي بررسي اثر رطوبت و عمق بر تنش برشي برآورد شده ازآزمايش فاكتوريل در قالب طرح كاملا تصادفي و با سه تكرار استفاده شد. نتايج آزمايشات نشان داد كه با افزايش عمق و رطوبت تنش برشي و پارامترهاي مقاومت برشي به ترتيب افزايش و كاهش يافته است. همچنين نتايج نشان داد كه با آزمايش برش مستقيم، مقاومت برشي براورد شده به مقادير تعيين شده در مزرعه توسط دستگاه برش پره نزديك است. نتايج اين تحقيق نشان داد كه تنش برشي بستگي به روش آزمايش داشته، آزمايش برش مستقيم شرايط برش خاك را تحت عبور ادوات خاك ورزي نسبت به دو روش برش پره و فشاري تك محوري بهتر نشان مي دهد و روشي ساده و قابل تكرار براي برآورد مقاومت برشي خاك بوده و در مديريت پايدار خاك (از جنبه هاي ترددپذيري خاك و خاك ورزي) قابل استفاده مي باشد.

Soil shear strength is the properties of soil that effects the traction capacity of off-road devices and resistance force against tillage tools. Thus, knowing the maximum shear stress in the soil is important. Maximum shear stress has been proposed as a measure of the soil shear strength. In this study, the soil shear stress was determined using direct shear test and uniaxial compression test in the laboratory and van shear in the field. Tests on undisturbed samples were done on a clayey- silt at three levels of moisture contents and depths. The effects of moisture content and depth were estimated on the shear stress using factorial experiments in completely randomized design with three replications. The shear stress values determined by three methods significantly were affected by depth and soil moisture conditions. Results showed that increasing in depth and moisture content increased shear stress and decreased shear strength parameters. Also, the results showed that the estimated values of shear strength by direct shear test is close the amounts determined by the van shear in-situ. Shear stress depends on the test methods. Direct shear test showed a better condition than two other methods. Shear test is the easy, cheap and reproducible method to estimate the shear strength of soil and it can be used in sustainable management of soil (soil traffic ability aspects and tillage)