بخشی از مقاله
بررسی تاثیر تردد تراکتور هاي کشاورزي بر مقدار تنش ایجاد شده و پایداري خاك هاي کشاورزي
چکیده:
عبور تراکتور و سایر ماشینهاي کشاورزي بر روي سطح خاك باعث ایجاد تراکم و تغییر شکل هاي بزرگ در آن میگردد. با توجه به بزرگ شدن اندازه تراکتورها و سایر ادوات کشاورزي در سالهاي اخیر مسئله بررسی تنشهاي ایجاد شده درون خاك توجه بسیاري از محققین را جلب نموده است. در تحقیق حاضر مروري بر تنشها و تغییر شکلهاي ایجاد شده درون خاكهاي مختلف کشاورزي صورت گرفته است. در این تحقیق سعی گردید تا مهمترین پارامترهاي موثر بر مقدار تنشهاي ایجاد شده درون خاك بررسی گردد. بدین منظور مقادیر تنش و تغییر شکل در دو خاك شنی و سست ناشی از عبور تراکتور مورد بررسی قرار گرفته است. مقادیر تنش درون خاك با استفاده از یک وسیله اندازه گیري که در دو عمق 16 و 30 سانتیمتري نصب شده بود اندازهگیري شده است. نتایج تحقیقات صورت گرفته در این زمینه نشان می دهد که افزایش تعداد عبور تراکتور در همه شرایط باعث افزایش تنش و تغییر شکل خاك می گردد. همچنین این نتایج نشان میدهد که بیشترین افزایش در مقدار تنش و تغییر شکل ایجاد شده درون خاك در دو تردد اول تراکتور صورت میگیرد. همچنین نتایج نشان میدهد که بافت خاك یک عامل بسیار مهم در تعیین واکنشهاي آن به نیرو میباشد. هر مقدار بافت خاك سبکتر باشد (به سمت خاك شنی) واکنش خاك به نیرو بصورت تراکم میباشد و هر چه بافت خاك سنگینتر باشد خاك دچار شکست و گسیختگی میگردد.
کلمات کلیدي : تنش، تغییر شکل، ترانسدیوسر تنش، تعامل بین چرخ و خاك، تردد تراکتور
مقدمه
تراکتور ها و ماشین آلات کشاورزي، خاك مزرعه را به عنوان سطح کشش استفاده میکنند و رفت و آمد هاي زیادي در آن انجام می دهند. به طوریکه در حرکت هاي اول و دوم چرخ، تنش بوجود آمده در ناحیه الاستیک خاك قرار می گیرد. این پدیده به تغییر حالت مهم در سطح خاك و همچنین تغییر در حجم و ساختار خاك منجر می شود. تغییر حالت در خاكهاي نرم، تند و یک طرفه است، به طوري که خاکورزيهاي پیشرفته نیز نمیتواند خصوصیات فیزیکی اولیه خاكهاي فشرده شده از جمله : چگالی حجمی و وضعیت آب و هوایی را برگرداند. این وضعیت به ویژگی هاي بومی و حاصلخیزي خاك صدمه می زند. تحقیقات منتشر شده متعددي درباره تردد حرکت تراکتور و ماشین آلات کشاورزي و تاثیر آن در تنش خاك منتشر شده است. عبور مکرر در یک مسیر باعث سایش شدید در شیار ها توسط بوکساوات چرخ ها می شود(.(1 تحقیقات نشان می دهد که عبور 6 بار تراکتور از روي یک خاك باعث افزایش عمق گودي از 7.5 تا 12.7 سانتیمتر در سه حرکت اول و تا 13.2 سانتی متر در سه حرکت بعدي گردید.((3 .تغییر شکل عمودي در لایه شخم زده خاك در دو سطح رطوبتی مشاهده شد که تابعی از تعداد حرکتهاي تراکتور است. تغییر شکل عمودي باقیمانده با تکرار حرکت تراکتور رابطه لگاریتمی دارد .(3) به طوریکه براي خاك مرطوب دو برابر بیشتر از خاك خشک است . دو بار حرکت تراکتور چگالی را از 1.46 به 1.6 میلی گرم بر متر مکعب افزایش داده و در دو حرکت بعدي تا 1.637 براي لایه هاي خاك در عمق 15 سانتی متري افزایش داده است ( .(2 مقاومت نفوذ در خاك با چگالی زیاد که چند بار تراکتور از روي آن عبور کرده است بیشتر است. دانشمندان اثرات تعداد حرکت چرخ تراکتور را روي تنش و تغییر شکل خاك بررسی کرده اند . افزایش تعداد عبور تراکتور هر دوي تنش هاي اصلی و هشت وجهی را تحت تاثیر قرار میدهد .تنش برشی با توجه به تنش هاي نرمال عمودي افزایش پیدا می کند. نفوذ عمودي عمیق موجب جابجایی هاي حجمی خاك به دو صورت عمودي و جانبی شده است. به دلیل افزایش بارگذاري روي چرخ و اثرات منفی آن روي خاك، براي بررسی و تعیین اثرات تکرار حرکت بر مکانیک خاك و خاصیت فیزیکی و بومی خاك این مسئله هنوز قابل توجه است.
هدف از انجام تحقیق حاضر بررسی تردد تراکتور در کشاورزي مرسوم بر مقدار تنش هاي ایجاد شده درون خاك در قالب یک مقاله مروري می باشد.
مواد و روشها:
در این تحقیق به نتایج حاصل از آزمایشاتی که بر روي دو خاك شنی و لومی سیلتی صورت گرفته پرداخته می شود. سعی گردید تا یک جمع بندي کلی از تحقیقات صورت گرفته در رابطه با اثر تردد تراکتور در مقدار تنش درون خاکهاي کشاورزي صورت گیرد. خاکها قبلا خاکورزي شده بودند اما هیچ آماده سازي مخصوصی براي خاك ها انجام نشده بود . درصد رطوبتی خاك در یک نمونه از هر خاك در دو عمق 15 و 30 سانتی متر اندازه گیري شد که تفاوت معنی داري در دو مورد مشاهده نشد. اندازه گیري ها به قرار زیر است: 10 و 11 درصد براي خاك شنی و 9.5 و 11 درصد براي خاك لومی سیلتی .
دو تراکتور کشاورزي با وزن مشابه براي انجام آزمایشات استفاده گردید. مشخصات تراکتور ها در جدول 1 نشان داده شده است. تراکتور ها با سرعت 5 کیلومتر در ساعت رانده شده اند.
جدول (1) مشخصات تراکتور هاي استفاده شده در آزمایش
دستگاه اندازه گیري تنش درون خاك معمولا یک ترانسدیوسر شش وجهی می باشد که مطابق شکل 1 نشان داده شده است .دستگاه اندازه گیري تنش در دو عمق 15 و 30 سانتیمتر نصب شده است. (شکل .(2 مقدار تغییر حالت خاك توسط یک سیستم نوري که شامل 4 پروژوکتور لیزري و یک صفحه محافظ شفاف و یک دوربین مداربسته میباشد اندازه گیري شده است. این سیستم اندازه گیري هاي عمودي و طولی از خاك را ممکن می سازد.
شکل (1) شماتیک SST و حالتهاي تنش
