شبیه سازی و بررسی ارتباط بین شاخص مخروط و گشتاور برشی با روش اجزا محدود

تراکم یکی از مشکلات خاک بوده که به صورت طبیعی یا توسط انسان ایجاد شده و بر رشد و عملکرد محصول تاثیر منفی می گذارد.این پدیده به طور مستقیم منجر به افزایش هزینه های تولید محصولات کشاورزی به دلیل نیاز به عملیات خاک ورزی بیشتر و در نتیجهمصرف انرژی بیشتر می شود. از متداولترین روشهای اندازه گیری مقاومت خاک، استفاده از نفوذسنج مخروطی و تست پره برش است. دراین تحقیق آزمون های برش پره و نفوذسنج مخروطی با استفاده از روش المان محدود روی 21 نمونه خاک شبیه سازی شد. از فرم خطیمعیار تسلیم دراگر- پراگر برای شبیه سازی استفاده شد. برای تعیین اندازه مناسب المان ها و مکعب خاک، فرایند استقلال اندازه المان ومکعب خاک بر نتایج شبیه سازی انجام شد. نتایج نشان داد اندازه مناسب المان ها، طول، عرض و ارتفاع مکعب خاک در شبیه سازی برشپره به ترتیب برابر 4، 400، 400 و 300 میلی متر و برای شبیه سازی نفوذ سنج مخروطی به ترتیب برابر 4، 300، 300 و 400 میلی متر است. همچنین ارتباط بین هر یک از پارامترهای مقاومت به نفوذ و تنش برشی خاک با متغیرهای محتوای رطوبت، چگالی و چسبندگی خاکبررسی شد. نتایج نشان داد که هر دو پارامتر مقاومت به نفوذ و تنش برشی خاک به ترتیب بیشترین و کمترین ارتباط را با چگالی و محتوایرطوبت خاک دارند. داده های حاصل از آزمون نفوذسنج در مقابل داده های حاصل از پره برش رسم شد و ارتباط خطی با ضریب تبیین 0/9بین آنها برقرار بود.

کلیدواژه ها:

برش پره ، نفوذسنج مخروطی ، روش المان محدود ، چگالی خاک ، محتوای رطوبت خاک ، چسبندگی خاک