بررسی فاکتورهای موثر بر تراکم خاک با شبیه سازی آن با مدل ویسکوالاستیک به روش اجزا محدود

در سال های اخیر با توجه به افزایش اندازه تراکتورها و تردد آنها در زمین های کشاورزی? تراکم خاک های کشاورزی یکی از مشکلات اصلی کشاورزان و از عوامل کاهش عملکرد محصول در برخی مناطق می باشد. تراکم خاک، کرنش حجمی یا فشردگی ذرات خاک در اثر نیروی عمودی وارد شده به آن می باشد. نشست خاک در زیر چرخ های تراکتور تابعی از مدول الاستیسیته (سختی) خاک? وزن مخصوص ظاهری خاک? وزن وارد شده بر چرخ? تعداد دفعات عبور چرخ و سرعت پیشروی تراکتور و ماشین های کشاورزی می باشد و با توجه به مقدار نشست خاک می توان وزن مخصوص ظاهری خاک را از طریق میزان تنش و کرنش های حجمی که در هر بار عبور چرخ های تراکتور بر خاک وارد می شود تعیین کرد. با داشتن مدول الاستیسیته خاک? سرعت تراکتور و وزن مخصوص ظاهری خاک در هر تردد چرخ می توان مقدار تراکم و فشردگی خاک را پیش بینی کرد. در این تحقیق اثر چرخ بر روی خاک به صورت یک بار فشاری گسترده در نظر گرفته شده است. از آنجا که حرکت چرخ وابسته به زمان می باشد نوع تحلیل دینامیکی می باشد و خاک در عمق10-0 سانتی متر به صورت ماده ویسکوالاستیک کامل فرض شده است که از الاستیسیته خطی برای نشان دادن رفتار الاستیکی و از مدل پرونی برای نشان دادن رفتار ویسکو خاک استفاده شده است . از نرم افزارansys برای شبیه سازی استفاده شده است. با تغییر مقادیر سختی? وزن مخصوص ظاهری خاک? مقدار بار گذاری و سرعت پیشروی چرخ نمودارهای تنش وارد شده بر خاک - نشست خاک رسم شده و با هم مقایسه شده است . بررسی ها نشان داد که با افزایش تردد چرخ و وزن مخصوص ظاهری خاک تنش وارد شده بر خاک افزایش پیدا کرده و بیشترین نشست خاک در اولین تردد چرخ ایجاد می شود. همچنین با افزایش سرعت، مقدار نشست خاک کاهش یافته است و با اعمال بار گذاری بیشتر خاک توسط چرخ، میزان تنش و تراکم خاک افزایش چشمگیری داشته است. همچنین با افزایش وزن مخصوص ظاهری خاک و مدول الاستیسیته خاک مقدار نشست خاک کاهش می یابد. برای دقت و صحت نتایج به دست آمده، با داده های حاصل از آزمایش ها عملی مورد مقایسه قرار گرفتند که داده های آزمایشات عملی، نتایج را تایید کردند.