برآورد حدود پایداری خاک با استفاده از ویژگی های زودیافت خاک

حدود پایداری آتربرگ خاک از ویژگی های مکانیکی مهم خاک می باشند. که در طبقه بندی خاکهای چسبنده برای اهداف مهندسی بکار می روند و همبستگی بالایی با سایر ویژگیهای پایداری خاک دارند. این خصوصیات در برآورد سایر شاخص های مهندسی خاک مانند مقاومت برشی، توان بارپذیری، تراکم پذیری، آماس پذیری و سطح ویژه کاربرد دارند. در کشاورزی نیز این ویژگی ها کاربرد دارند، به عنوان مثال در رابطه با رطوبت مناسب برای خاک ورزی استفاده می شوند. با توجه به اهمیت حدود پایداری و نظر به وقت گیر بودن و نیاز به تجربه کافی برای اندازه گیری 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 خاک های منطقه کرج تعداد ۳۷ نمونه خاک با بافت متوسط به روش نمونه برداری کاملا تصادفی و مرکب از عمق ۲۰-۰ سانتی متری برداشت شد. تعداد ۳۰ نمونه برای ایجاد توابع و ۷ 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 نمونه ها با استفاده از دستگاه کاساگراند و حد خمیری خاک با روش تهیه فتیله اندازه گیری شدند. پس از بررسی همبستگی بین متغیرهای مستقل (ویژگیهای زودیافت خاک)، با استفاده از نرم افزار ۱۱Minitab 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 معنی داری با متغیرهای ظرفیت تبادل کاتیونی، چگالی ظاهری و رطوبت اشباع خاک (۷۷/۰ = R۲adj )، حد خمیرایی همبستگی معنی داری با متغیرهای ظرفیت تبادل کاتیونی، چگالی ظاهری، درصد رس و رطوبت اشباع خاک (۷۲/۰ = R۲adj ) و شاخص خمیرایی همبستگی معنی داری با متغیرهای چگالی ظاهری، درصد رس و کربن آلی خاک (۶۲۵/۰ = R۲adj ) داشتند و بین مقادیر اندازه گیری شده و برآورد شده همبستگی معنی داری وجود داشت. این همبستگی برای توابع برآورد کننده حد روانی، حد خمیری و شاخص خمیرایی در سطح ۱/۰ درصد معنی دار بودند. تجزیه های 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  ۹۹/۰، ۹۹/۰ و ۰۶/۱ و مقادیر انحراف معیار هندسی نسبت خطا (GSDER) نیز به ترتیب  ۰۳/۱، ۰۴/۱ و ۳۲/۱ بوده است که نشان دهنده اعتبار بالای توابع ارائه شده برای حد روانی و حد خمیرایی می باشد.

کلیدواژه ها:

توابع انتقالی خاک ، حدود پایداری ، حد روانی ، حد خمیرای ، شاخص خمیرایی ، فراوانی نسبی ذرات ، چگالی ظاهری ، کربن آلی و ظرفیت تبادل کاتیونی