طراحی و روش ساخت مبدل اندازه‌گیری تنش به منظور تعیین تنسور تنش در خاک

Abstract

یکی از اصلی‌ترین مشکلات استفاده از ماشین در عرصه‌های کشاورزی و منابع طبیعی و به‌ویژه برای ماشین‌های کشنده در جنگل که عموماً بسیار سنگین هستند، کوبیدگی و افزایش فشردگی خاک می‌باشد. اگرچه در اراضی کشاورزی با استفاده از روشها و ماشین‌های خاکورزی می‌توان تا حدودی فشردگی خاک را اصلاح نمود، ولی در عرصه‌های منابع طبیعی به‌ویژه جنگل این کار امکان‌پذیر نیست. به همین دلیل قبل از کاربرد ماشین در جنگل باید پیش‌بینی‌های لازم را اتخاذ نمود و با انتخاب روش صحیح بهره‌برداری و نوع ماشین از افزایش بیش از حد فشردگی خاک جلوگیری کرد. یکی از روشهای تعیین وضعیت تراکم خاک، بررسی نیروهای اعمال شده به خاک است که برای این کار نیاز به اندازه‌گیری تمام تنش‌های موجود در خاک و تعیین تنسور تنش می‌باشد. بدین منظور مبدلی طراحی شد که تنش‌های عمودی را در شش جهت مشخص اندازه‌گیری کند تا با داشتن شش تنش عمودی، تنش‌های برشی مورد نیاز نیز محاسبه ‌شوند. مبدل از دو قسمت هسته مرکزی و حس‌کننده‌های فشار تشکیل شده است که هسته مرکزی جسمی آلومینیومی می‌باشد و شش حس‌کننده فشار در زاویه‌های معین روی آن نصب شده‌اند. سیستم جمع‌آوری داده‌ها شامل دیتالاگر، چاپگر و ضبط‌کننده می‌باشد. با اطلاعات بدست آمده از این مبدل، محاسبه تنش‌های برشی در خاک میسر و در نهایت تنسور تنش خاک محاسبه می‌شود. در نهایت تغییرات ایجاد شده در جرم مخصوص خاک که بر اثر عبور ماشین ایجاد می‌گردد از طریق اطلاعات فوق بدست می‌آید.