Skip to main content
SUPERVISOR
Mahmood Vafaian,Abbas Hemmat,Jahangir Abedi-Koupai
محمود وفائیان (استاد مشاور) عباس همت (استاد راهنما) جهانگیر عابدی کوپائی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Maryam Salehian
مریم صالحیان دستجردی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387

TITLE

Effect of Wetting and Drying Cycles and External Loading on Soil Compactibility Indices of Sugarcane-Field Soils
In nature, soils could be compacted due to own weights, external loads and internal forces as a result of wetting and drying processes. Intrinsic properties such as texture and dynamic properties such as water content, wetting and drying cycles and external loads are recognized as being important factors influencing soil compactibillity. Soil compaction in sugarcane fields usually occurs due to flood irrigations during intensive crop production as well as mechanized harvesting operations by using heavy machinery in wet soils, respectively. Estimating the soil stress at its compaction threshold (i.e. pre-compaction stress, s pc ) and the soil sensitivity to excess compaction (deformability coefficient, C D or compression index, C C ) when the applied stresses due to the field traffic exceed the ? pc, can be useful to prevent soil compaction. The objectives of this research were: (a) to study the changes in s pc and C D of coarse (Sandy loam) and fine (silty clay) textured soils with/without wetting and drying cycles, (b) to determine soil shear strength parameters of the soils, (c) to determine the relationship between the measured physical and mechanical parameters, and (d) to obtain the water retention characteristics curves for the soils. Disturbed soil samples with coarse (Sandy loam) and fine (silty clay) textured soils were taken from the topsoil (0-20 cm layer) of the sugarecane fields in Ahvaz province. The compressive properties (s pc , C D and C C ) of the two soils with or without wetting and drying cycles at two water contents of 0.9 plastic limit (PL) and 1.1PL and three preloads (0, 100 and 200 kPa) were obtained using plate sinkage test (PST) and confined compression test (CCT). Stress-sinkage and stress-strain curves were drawn for both PST and CCT, respectively. For each curve, three different methods were considered to determine the s pc . These methods were: (1) Casagrande method, (2) maximum curvature and (3) intersection of virgin compression line (VCL) and x axis. Soil shear strength parameters (cohesion, c and internal friction angle, f) were measured using a direct shear box test. Results showed that in PST, the maximum and minimum values of s pc were obtained with Casagrande and maximum curvature methods,, respectively. In CCT, the maximum values of s pc were obtained with Casagrande method and the minimum values of s pc were obtained sometimes with maximum curvature method or with intersection of VCL and x axis. When the soil texture changed from sandy loam to silty clay, the s pc decreased about 5.5 and 27% in PST and CCT, respectively, With 5 cycles of wetting and drying samples compared to no wetting and drying, the s pc increased by 27.5 and 23% in PST and CCT, respectively. When the water content increas
در طبیعت خاک ها در اثر وزن خود، بارهای خارجی و نیروهای درونی ناشی از فرآیندهای تر و خشک شدن دچار کاهش حجم و تراکم می شوند. ویژگی های ذاتی خاک همچون بافت و پویا همچون رطوبت، فرآیندهای تر و خشک شدن و بار خارجی به عنوان عوامل موثر در ایجاد تراکم خاک می باشند. تراکم خاک معمولاً به علت آبیاری غرقابی مکرر و نیز عملیات برداشت مکانیزه با ماشین های سنگین، پیرامون کشت متمرکز نیشکر آشکار و چشم گیر است. تخمین تنش در آستانه تراکم (تنش پیش-تراکمی، s pc ) و حساسیت خاک به تراکم (ضریب تغییر شکل پذیری، C D و شاخص فشردگی، C C ) هنگامی که تنش وارد شده به خاک بیش تر از تنش پیش-تراکمی باشد، می تواند در جلوگیری از تراکم خاک مفید باشد. بنابراین اهداف این پژوهش عبارت بودند از: الف) بررسی تغییرات تنش پیش-تراکمی و شاخص فشردگی خاک با دو بافت (درشت و ریز) غالب در مزارع طرح توسعه نیشکر اهواز با و بدون چرخه های تر و خشک شدن، ب) تعیین پارامترهای مقاومت برشی خاک، ج) تعیین رابطه بین پارامترهای فیزیکی و مکانیکی اندازه گیری شده خاک و د) اندازه گیری منحنی های مشخصه رطوبتی برای خاک های با و بدون چرخه های تر و خشک شدن و فشرده شده با بار خارجی. برای رسیدن به این اهداف دو نوع خاک لوم شنی و رس سیلتی ریز از لایه رویین (0-20 سانتی متر) مزارع طرح توسعه نیشکر و صنایع جانبی اهواز تهیه گردید. ویژگی های فشردگی (s pc ، C D و C C ) هر دو نوع خاک در دو حالت با تر و خشک شدن و بدون تر و خشک شدن و در دو مقدار رطوبت 9/0 حد خمیری (PL)و PL 1/1 و سه سطح پیش بار (0، 100 و 200 کیلوپاسکال) با آزمایش های نشست صفحه ای (PST) و فشردگی محصور ( CCT) تعیین گردید. برای استخراج ویژگی های فشردگی خاک از منحنی های تنش-نشست در آزمایش PST و تنش-کرنش در آزمایش CCT، از روش های کاساگراند، بیشینه انحنا و تقاطع خط فشردگی بکر با محور xاستفاده شد. نتایج نشان داد که: در آزمایشPST، s pc در روش های کاساگراند و انحنای بیشینه به ترتیب بیش ترین و کم ترین مقدار را داشت و در آزمایش CCT، s pc در روش کاساگراند دارای بیش ترین مقدار و در مواردی روش انحنای بیشینه و گاهی تقاطع خط فشردگی بکر با محور xدارای کم ترین مقدار بود. با تغییر بافت از لوم شنی به رس سیلتی مقدار s pc در آزمایش های PST و CCT به ترتیب 5/5 و 27 درصد کاهش یافت. این پارامتر، با 5 سیکل تر و خشک شدن نمونه ها نسبت به حالت بدون تر و خشک شدن به اندازه 5/27 و 23 درصد افزایش و با افزایش رطوبت از PL9/0 به PL1/1، 5/13 و 27 درصد کاهش یافت. افزایش پیش بار از 0 به 100 کیلوپاسکال و از 100 به200 کیلوپاسکال به ترتیب سبب 4/2 و 1/2 برابر شدن این پارامتر در آزمایش PST و 3/2 و8/1 برابر شدن در آزمایش CCT شد. با تغییر بافت از لوم شنی به رس سیلتی مقدار ضریب تغییر شکل پذیری حاصل از آزمایش PST و شاخص فشردگی حاصل از آزمایش CCT به ترتیب 8 و 7 درصد افزایش یافت. با 5 سیکل تر و خشک شدن نمونه ها نسبت به حالت بدون تر و خشک شدن ضریب تغییر شکل پذیری و شاخص فشردگی به ترتیب به اندازه 6 و 5/18 درصد کاهش و با افزایش

ارتقاء امنیت وب با وف بومی