ارزیابی آزمایشگاهی روش PLSR برای تخمین حدود آتربرگ خاک با استفاده از طیف‌سنج زمینی

Abstract

به‌طور کلی در کشورهای در حال توسعه مثل ایران، به‌دلیل نیاز به صرف زمان و هزینه‌های زیاد تحقیقات و روش‌های آزمایشگاهی متعارف، مطالعات مکانیک خاک به‌صورت محدود انجام می‌گیرد یا اصلاً انجام نمی‌گیرد؛ کمبود اطلاعات در این زمینه ممکن‌ است در نهایت سبب آسیب‌دیدگی سازه شود. امروزه روش‌های نوین مانند طیف‌سنجی زمینی در حال توسعه‌اند که می‌توانند این مشکل را تا حد زیادی برطرف کنند. طیف‌سنجی زمینی روشی غیرمخرب، سریع و ارزان است، ولی تا کنون تحقیقی در زمینۀ استفاده از این روش در برآورد ویژگی‌های مکانیک خاک در ایران انجام نگرفته است. در این پژوهش حدود آتربرگ خاک (حد روانی، حد خمیری، حد انقباض و شاخص خمیری) با استفاده از طیف‌سنج زمینی برآورد شد. به این منظور 45 نمونه خاک از سری نم‌خانۀ جنگل خیرود جمع‌آوری شد و آزمایش‌های حدود آتربرگ انجام گرفت و سپس با استفاده از طیف‌سنج زمینی VNIR اندازه‌گیری طیفی نیز صورت پذیرفت و از روش PLSR (Partial Least Square Regression) برای پیش‌بینی حدود آتربرگ خاک در دو حالت طیف خام و مشتق اول طیف استفاده شد. نتایج نشان داد که مدل‌سازی PLSR برای پارامترهای حد روانی و شاخص خمیری در حالت طیف خام و مشتق اول کاملاً مناسب است و برای حد خمیری قابل قبول و برای حد انقباض غیر قابل قبول و ضعیف است؛ بنابراین از طیف‌سنجی می‌توان به‌عنوان روشی سریع، ارزان و با دقت قابل قبول برای پیش‌بینی حدود آتربرگ خاک استفاده کرد.