برآورد حدود پایداری خاک با استفاده از ویژگیهای زودیافت خاک
نویسندگان
1 استادیار پژوهش مؤسسه تحقیقات خاک و آب
2 کارشناس مؤسسه تحقیقات خاک و آب
3 کارشناس ارشد مؤسسه تحقیقات خاک و آب
4 استادیار دانشگاه گیلان
5 کارشناس ارشد مؤسسه تحقیقات خاک و آب
doi
10.22092/ijsr.2018.127087چکیده
حدود پایداری آتربرگ خاک از ویژگیهای مکانیکی مهم خاک میباشند. که در طبقهبندی خاکهای چسبنده برای اهداف مهندسی بکار میروند و همبستگی بالایی با سایر ویژگیهای پایداری خاک دارند. این خصوصیات در برآورد سایر شاخصهای مهندسی خاک مانند مقاومت برشی، توان بارپذیری، تراکمپذیری، آماس پذیری و سطح ویژه کاربرد دارند. در کشاورزی نیز این ویژگیها کاربرد دارند، به عنوان مثال در رابطه با رطوبت مناسب برای خاکورزی استفاده میشوند. با توجه به اهمیت حدود پایداری و نظر به وقتگیر بودن و نیاز به تجربه کافی برای اندازهگیری آنها، لازم است که این خصوصیات با استفاده از سایر خصوصیات زودیافت خاک با دقتی قابل قبول برآورد شوند. هدف از این پژوهش بررسی امکان استفاده از خصوصیات زودیافت خاک برای برآورد حدود پایداری خاک (حدروانی، حد خمیرایی و شاخص خمیرایی) و در نهایت ارایه مدلی برای آنها بوده است. برای انجام این کار از خاکهای منطقه کرج تعداد 37 نمونه خاک با بافت متوسط به روش نمونهبرداری کاملاً تصادفی و مرکب از عمق 20-0 سانتیمتری برداشت شد. تعداد 30 نمونه برای ایجاد توابع و 7 نمونه برای ارزیابی اعتبار توابع مورد استفاده قرار گرفت. فراونی نسبی ذرات خاک به روش هیدرومتری، ظرفیت تبادل کاتیونی به روش استات آمونیوم، چگالی ظاهری به روش کلوخه، درصد کربن آلی به روش والکلی و بلک، حد روانی نمونهها با استفاده از دستگاه کاساگراند و حد خمیری خاک با روش تهیه فتیله اندازهگیری شدند. پس از بررسی همبستگی بین متغیرهای مستقل (ویژگیهای زودیافت خاک)، با استفاده از نرم افزار 11Minitab با روش رگرسیون گام به گام، مناسبترین ترکیب از متغیرهای مستقل برای برآورد حد روانی، حد خمیرایی و شاخص خمیرایی انتخاب و معادلات رگرسیونی چند متغیره ارائه شد. نتایج نشان داد از بین متغیرهای مستقل، حد روانی همبستگی معنیداری با متغیرهای ظرفیت تبادل کاتیونی، چگالی ظاهری و رطوبت اشباع خاک (77/0 = R2adj )، حد خمیرایی همبستگی معنیداری با متغیرهای ظرفیت تبادل کاتیونی، چگالی ظاهری، درصد رس و رطوبت اشباع خاک (72/0 = R2adj ) و شاخص خمیرایی همبستگی معنیداری با متغیرهای چگالی ظاهری، درصد رس و کربن آلی خاک (625/0 = R2adj ) داشتند و بین مقادیر اندازهگیری شده و برآورد شده همبستگی معنیداری وجود داشت. این همبستگی برای توابع برآورد کننده حد روانی، حد خمیری و شاخص خمیرایی در سطح 1/0 درصد معنیدار بودند. تجزیههای آماری برای ارزیابی توابع انتقالی نشان داد که مقادیر میانگین هندسی نسبت خطا (GMER) برای توابع برآوردکننده حدروانی، حد خمیرایی و شاخص خمیرایی به ترتیب 99/0، 99/0 و 06/1 و مقادیر انحراف معیار هندسی نسبت خطا (GSDER) نیز به ترتیب 03/1، 04/1 و 32/1 بوده است که نشان دهنده اعتبار بالای توابع ارائه شده برای حد روانی و حد خمیرایی میباشد.