استفاده از خصوصیات منحنی تراکم خاک برای تخمین رطوبت خاک با استفاده از مدل ون‌گنوختن

Abstract

مدل ون‌گنوختن معروفترین و پرکاربردترین مدل منحنی نگهداشت آب خاک است. پارامترهای این مدل توسط تخمینگر‌های مختلف از جمله بافت خاک تخمین زده شده‌اند. اما تا کنون از خصوصیات منحنی تراکم جهت تخمین پارامترهای مدل ون‌گنوختن و نهایتا رطوبت خاک استفاده نشده است. منحنی تراکم یکی از خصوصیات مکانیکی خاک است و رابطه بین تنش- کرنش با مدول الاستیسته در خاک را نشان می‌دهد. دو منحنی نگهداشت آب خاک و منحنی تراکم دارای شباهت‌هایی هستند. اندازه‌گیری منحنی نگهداشت آب در خاک زمان‌بر و هزینه‌بر است در صورتی که اندازه‌گیری منحنی تراکم ارزان و سریع است. برای انجام این تحقیق 150 نمونه خاک از پنج استان ایران به صورت دست خورده و دست نخورده برداشت شد. نگهداشت آب در خاک در دوازده مکش اندازه‌گیری شد. منحنی تراکم با استفاده از دستگاه تک محوری به صورت نمونه محصور بدست آمد. در این طرح از شش سطح تخمینگر که شامل خصوصیات تراکمی و ضرایب معادلاتی هستند برای تخمین رطوبت خاک استفاده شد. استفاده از خصوصیات منحنی تراکم موجب بهبود تخمین منحنی نگهداشت آب خاک در هر دو مرحله اموزش و ازمون مدل گردید. سطوح دوم و ششم به‌ترتیب با تخمین‌گرهای تنش پیش تراکمی-شاخص تراکم- شاخص تورم و پارامترهای معادله تنش-پوکی (‌به‌صورت غیر مستقیم)، علاوه بر خصوصیات پایه، نسبت به سایر سطوح دقت تخمین بالاتری داشتند (IRMS=0.092). علت برتری این تخمینگر‌ها را می‌توان همبستگی آن‌ها با ضرایب مدل ون‌گنوختن و مفهوم مکانیکی تخمینگر‌ها دانست. همچنین تشابه شکل دو منحنی با هم نیز یکی از علل تخمین مناسب رطوبت بود.