علوم آب و خاک

---

حالت فیزیکی خاک نقش مهمی در سبز شدن بذر، رشد و توسعه ریشه گیاه و تولید محصول دارد. از عوامل تغییردهنده ویژگی‌های فیزیکی خاک، نیروهای داخلی حاصل از مکش ماتریک است. در این بررسی، تأثیر این نیروها در افق سطحی یک خاک لوم‌رسی‌سیلتی و با ساختمان ناپایدار (سری خمینی شهر یا فاین‌لومی، میکسد، ترمیک تیپیک هاپل‌آرجید) بررسی شد. آزمایش به صورت گلدانی انجام گرفت. در این پژوهش، تغییرات سطح خاک با زمان، چگالی ظاهری، شاخص مخروطی و مقاومت کششی در رطوبت‌های مختلف پس از نخستین آبیاری غرقابی اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد که بستر بذر (20 سانتی‌متر) با آرایش سست (با چگالی ظاهری 2/1 مگاگرم بر متر مکعب) حدود 5/1 سانتی‌متر نشست کرد. با توجه به این که هیچ گونه بار خارجی، پس از نخستین آّبیاری، بر خاک وارد نشده بود، حالت فیزیکی آن به قبل از خاک‌ورزی نزدیک شد. چگالی ‌ظاهری، شاخص مخروطی و مقاومت کششی خاک پس از اّبیاری و در طول خشک شدن افزایش چشم‌گیری یافت. تغییرات مقاومت خاک (شاخص مخروطی و مقاومت کششی) با رطوبت شدید بود. ارتباط شاخص مخروطی و مقاومت کششی با تنش مؤثر نشان داد که احتمالاً کنترل کننده اصلی مقاومت در حالت تر، تنش مؤثر است.

---

ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک و شرایط آزمایش بر پایداری ساختمان خاک مؤثرند. در این پژوهش اثر شرایط آزمایش در کنار ویژگی‌های ذاتی بر پایداری خاکدانه‌های شماری از خاک‌های استان همدان به کمک روش الک تر و اندازه‌گیری مقاومت کششی خاکدانه‌ها بررسی شد. از دو شاخص میانگین وزنی قطر (MWD) و مقاومت کششی (Y) خاکدانه‌ها برای بیان پایداری ساختمان خاک استفاده شد. در روش الک تر و با استفاده از پیش-تیمار مرطوب کردن آهسته، سه زمان متفاوت (5، 10 و 15 دقیقه) الک‌کردن خاکدانه‌ها در آب به منظور اعمال تنش‌های مکانیکی- آبی در نظر گرفته شد. مقاومت کششی خاکدانه‌ها نیز در دو شرایط رطوبتی هوا-خشک و مکش ماتریک  500kPa به روش غیرمستقیم برزیلی اندازه‌گیری شد. با توجه به پایداری ساختمانی نسبتاً ضعیف خاک‌های همدان که از ویژگی‌های مناطق خشک و نیمه‌خشک است، زمان‌های کوتاه الک کردن خاکدانه‌ها برای تشخیص تغییرات پایداری ساختمان ناشی از ویژگی‌های ذاتی مناسب‌تر بود. در بین ویژگی‌های مؤثر بر MWD، بیشترین نقش مربوط به ماده ‌آلی بود. از سه ویژگی ذاتی ماده آلی، رس و کربنات کلسیم که اثر آنها بر Y خاکدانه‌ها بررسی شد، تأثیر ماده آلی به مراتب بیشتر از دو ویژگی دیگر بود. بالاترین ضریب تبیین (R²) برای رابطه Y خاکدانه‌ها با ویژگی‌های ذاتی خاک‌های مورد بررسی در مکش ماتریک 500kPa حاصل شد. نقش ماده آلی در این خاک‌ها در ایجاد خاکدانه های پایدار نسبت به سایر ویژگی‌های خاک بیشتر قابل توجه است. نتایج این پژوهش، زمان‌های کوتاه الک کردن (5 دقیقه در الک تر) و مکش ماتریک 500kPa  را برای اندازه‌گیری مقاومت کششی برای ارزیابی پایداری ساختمان خاک‌های استان همدان توصیه می‌کند.