عنوان : مقایسه  پارامتر های عملکردی ( مقاومت کششی، سطح مقطع خاک به هم خورده

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی گردد
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود می باشد)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن می باشد هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود اما در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل می باشد)
 

فصل اول

مقدمه و اهداف

 

مقدمه

تراکم خاک به فرایندی گفته می­گردد که سبب افزایش چگالی ظاهری خاک شده و موجب کاهش حجم و پیوستگی منافذ، کاهش نفوذپذیری آبی و هوایی خاک، افزایش مقاومت مکانیکی خاک و تغییر در پیکره[1] خاک می­گردد. تراکم خاک می­تواند در اثر: 1) ویژگی­های ذاتی مربوط به پیدایش و تکامل خاک، 2) انقباض طبیعی در اثر خشک­شدن، 3) آبیاری سطحی که موجب باز­شدن کلوخه­ها و خاک­دانه­های ناپایدار خاک شده و موقعیت ذرات را نسبت به یکدیگر تغییر می­دهد، 4) تحکیم بخشی موضعی و تراکم طبیعی و مجدد خاک در طول فصل زراعی و 5) عبور تراکتور و سایر ماشین­های کشاورزی روی و یا در خاک به ویژه در حالتی که مقاومت مکانیکی خاک به علت زیاد­بودن مقدار رطوبت خاک کم بوده و امکان صدمه به ساختمان خاک هست، ایجاد گردد [].
وقتی خاک متراکم می­گردد، تغییراتی در خصوصیات فیزیکی و مکانیکی خاک، مثل ساختمان، حجم، اندازه و پیوستگی منافذ، قوام خاک (چسبندگی و دگر چسبی) به وجود می­آید که تأثیر مهمی را در توسعه و رشد ریشه گیاهان بازی می­کنند []. تراکم خاک باعث تخریب ساختمان خاک، کاهش نفوذ پذیری آب و هوا و بالاخره کاهش عملکرد زراعی می­گردد. [].
تراکم خاک ایجاد شده در لایه­های زیرین را می­توان با عملیات زیرشکن­زنی (Subsoiling) اصلاح نمود []. شکافتن خاک متراکم شده توسط یک عمیق­کار مرسوم (زیرشکن) در عمق مورد نظر، نیازمند نیروی کششی بالا وهمچنین باعث افزایش مصرف سوخت، افزایش استهلاک ابزار خاک­ورز وتولید کلوخه­های بزرک می­گردد []. همچنین در صورتی­که ابزار خاک­ورز عمقی (زیرشکن) زیر عمق بحرانی (عمقی که در زیر آن خاک به­جای حرکت به بالا و کاهش در چگالی ظاهری آن، تمایل به حرکت به سمت جلو و کناره­ها داشته و در نتیجه افزایش در حجم به­هم خوردگی در خاک نظاره نمی­گردد) کار ­کند، مقدار جحم به­هم خوردشدگی آن ناچیز و عملیات خاک­ورزی عمیق ناموثر می­گردد[]..
ازجمله روش­های بهره گیری شده برای کاهش مقاومت ویژه ابزار خاک­ورز عمیق­کار وکاهش اندازه کلوخه­های ایجاد شده، باله­ها به ابزار عمیق­کار و بهره گیری از ابزار خاک­ورز در عمق کمترو در جلوی ابزار عمیق­کار نصب می­باشد. گادوین واسپور (1987) گزارش نمودند که اضافه کردن باله (wing) به ابزار عمیق­کار و بهره گیری از ابزار سطحی­کار (Shallow leading tine) در جلوی ابزار خاک­ورز عمیق­کار (زیرشکن) می­تواند منجر به افزایش حجم به­هم­خوردگی و آرایش موثرتر قطعات خاک در عمق، کاهش مقاومت ویژه و افزایش عمق بحرانی ابزار عمیق­کار گردد (گادوین واسپور، 1987).
گادوین واسپور )1977( گزارش کردند که در دو سطح­کار با آرایش زیگزاگ، عمق بهینه برای ابزار­های جلویی، برابر عمق ابزار عقبی، فاصله­ی عرضی بهینه برای دو سطحی­کار ، 5/2 برابر عمق ابزار عقبی و فاصله­ی طولی بهینه، بین ابزار جلویی و عقبی، بزرگ­تر یا مساوی 5/1 برابر عمق ابزار عقبی می­باشد[]. گادوین و اسپور (1984)، گزارش کردند که هنگامی که یک سطحی­کار به صورت هم­راستا در جلوی یک عمیق­کار بهره گیری گردد، مقاومت کششی مورد نیاز افزایش می­یابد و این افزایش در مقاومت کششی زمانی ماکزیمم می­گردد که عمق ابزار سطحی­کار، نصف عمق ابزار عمیق­کار باشد []. در به کارگیری ابزار­های چند سطح­کار، حمزه و همکاران (2011) گزارش نموداند که متصل کردن بیش از یک ابزار سطحی­کار در جلوی ابزار اصلی به صورت هم­راستا تاثیر معنی­داری در کاهش نیروی کشش نداشت []. در تعیین عمق مطلوب ابزار سطحیکار که در جلوی عمیق­کار (که در آن نسبت خاک به­هم­خورده به نیروی لازم بیش­ترین مقدار باشد) در یک آرایش دو سطح­کار هم­راستا کار می­کند، کاسیسیرا و همکاران (2005) گزارش دادند که برای بهینه کردن انرژی مورد نیاز، مطلوب­ترین عمق برای ابزار جلویی (سطحی­کار) ، زمانی به­دست می­آید که عمقی برابر با 80% عمق ابزار عقبی(عمیق­کار) داشته باشد [].
حمزه و همکاران (2011) که عملکرد ابزار دو و سه سطح­کار را با ابزار یک سطح­کار در بازه عمق­های 10، 20 و 30 سانتی­متری در یک خاک رسی مقایسه نمودند؛ نتیجه گرفتند سه­سطح­کار، علاوه بر کاهش مقاومت کششی، کلوخه های بسیار کوچکتر ایجاد و امکان خاک­ورزی در بازه رطوبتی بیشتر را ممکن می­سازند. آنها موثرترین پیکربندی را دوسطح­کار پیشنهاد کردند که در آن، ابزار سطحی­کار در عمقی حدود ½ تا ⅓ عمق ابزار عمیق­کار قرار داشته باشد [].
پژوهش در خصوص بهره گیری از چندسطح­کارها به مقصود خاک­ورزی عمیق در دنیا و به­ویژه ایران نادر می باشد، پس در این پژوهش کوشش گردید عملکرد یک زیرشکن باله­دار (یک­ سطح­کار) با دو سطح­کار و سه سطح­کار ازمنظر مقاومت ویژه و درجه خردشدگی خاک با هم مقایسه گردد.

اهداف

  • مقایسه پارامتر­های عملکردی ( مقاومت کششی، سطح مقطع خاک به­هم­خورده، مقاومت ویژه، سطح مقطع بالاآمدگی خاک، قطر متوسط وزنی کلوخه­ای و درصد کاهش چگالی ظاهری خاک پس از عملیات خاک­ورزی) یک عمیق­کار سه سطح­کار در دو آرایش هم­راستا و زیگزاگ با یک عمیق­کار یک و دهسطح­کار در عملیات خاک­ورزی عمیق و
  • مقایسه پارامتر­های عملکردی یک دو سطح­کار با دو آرایش هم­راستا و زیگزاگ با تک سطح­کار در عملیات خاک­ورزی سطحی.

 
 

فصل دوم

مطالعه منابع

 

2-1- روش­های خاک­ورزی

خاک­ورزی عبارت می باشد از به­هم­خوردگی فیزیکی خاک و از بین بردن فشردگی خاک در لایه­های سطحی و عمقی به مقصود تهیه بستر ریشه و بذر ، افزایش سرعت نفوذ آب، هوا و ریشه در خاک و کنترل علف­های هرز []. اهداف خاک­ورزی عبارتند از: 1) تهیه محیطی مناسب جهت جوانه زدن بذر و سر از خاک در آوردن گیاهچه، رشد و توسعه ریشه، 2) کنترل علف­های هرز، 3) مدیریت بقایای گیاهی جهت کنترل فرسایش خاک و 4) افزایش نفوذپذیری آب به خاک می­باشد []. در واقع عملیات خاک ­رزی مناسب، موجب بهبود ساختمان خاک، افزایش خلل و فرج، توزیع بهتر خاک­دانه­ها و نهایتاً اصلاح ویژگی­های فیزیکی خاک می­گردد []. اجرای مناسب عملیات خاک­ورزی از دو جنبه مهم می باشد. نخست آن­که عملیات خاک­ورزی در بین مجموعه عملیات زراعی به عنوان انرژی­بر­ترین عملیات شناخته شده می باشد. دوم آن­که عملکرد و کیفیت محصول نهایی نیز تا حد زیادی تابع کیفیت انجام عملیات خاک ورزی می­باشد [].انواع سامانه­های خاک ورزی را می­توان به خاک ورزی مرسوم[2] و خاک ورزی حفاظتی تقسیم نمود. در سامانه­های خاک­ورزی مرسوم، انجام عملیات می­تواند به دو بخش اولیه و ثانویه تقسیم گردد.
خاک­ورزی مانند عوامل مدیریتی مهمی می باشد که می­تواند موجب تخریب یا بهبود ساختمان خاک گردد. روش معمول خاک­ورزی با حداکثر به­هم خوردگی خاک با بهره گیری از ادوات خاک­ورز نظیر گاوآهن برگرداندار و دیسک، طی چند مرحله موجب به­هم خوردن ساختمان طبیعی خاک سطحی می­گردد []. گاوآهن برگرداندار معمولا برای مدفون کردن بقایا، علف­های هرز، کود­های دامی و بهبود شرایط فیزیکی خاک بهره گیری می­گردد []. بهره گیری از گاوآهن برگرداندار برای عملیات خاک­ورزی، نیاز به زمان و انرژی زیاد دارد. در دهه­های 1980-1970، تحول چشمگیری در مفهوم نیاز به خاک­ورزی برای تولید محصولات زراعی به وجود آمد. به همین لحاظ سامانه­های خاک­ورزی حفاظتی مانند کم­خاک ورزی، بدون خاک ورزی و ورز-کاشت مورد توجه قرار گرفت []. لال و همکاران (1994) تغییرات زیادی در خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیک خاک، پس از 28 سال اعمال روش بی‏خاک­ورزی مانند بهبود در وضعیت دانه‏بندی، مواد­­آلی و نفوذ آب در خاک گزارش کردند[]. مالی و اوسولیوان (1990) دریافتند که پس از 5 سال اعمال تیمار بی‏خاک­ورزی مقاومت به نفوذ در خاک سطحی نسبت به تیمار با خاک­ورزی مرسوم افزایش پیدا نمود اما تاثیر زیادی بر عمق‏های پایین‏تر خاک نگذاشت []. مطالعه‏های یالسین و همکاران (2005) نشان داد کشت مستقیم بهترین نتیجه را از نظر مصرف سوخت و راندمان خاک­ورزی با 9/8 لیتر در هکتار و 25/1 هکتار در ساعت در مقایسه با خاک­ورزی مرسوم و حداقل خاک­ورزی بدست می‏دهد؛ اگر چه خاک­ورزی مرسوم بستر بذر خوب و بدون علف هرز و عملکرد خوب را تهیه می‏کند اما کشت مستقیم تقریبا 6 برابر مصرف سوخت و 4 برابر زمان عملیات را کاهش داد []. چهار روش تهیه بستر بذر و کاشت گندم آبی توسط همت (1375) در منطقه اصفهان انجام گردید. این روش‏ها شامل دیسک­زدن بعد از شخم و کاشت با خطی­کار غلات، خاک­ورزی با خاک­ورز دوار (روتیواتور)، ورز-کاشت و بی‏خاک­ورزی بود. نتایج نشان داد که روش دیسک زدن، به گونه معنی‏داری بیش­ترین درصد سبز نهایی و بیش­ترین شاخص سرعت سبزشدن را داشت و روش بی‏خاک­ورزی به گونه معنی‏داری کمتر از روش دیسک زدن بود. روش ورز-کاشت به گونه معنی‏داری دارای کم­ترین درصد سبز نهایی بذر و شاخص سرعت سبز شدن بود [].

2-1-1- خاک­ورزی اولیه[3]

خاک­ورزی اولیه خاک را برش داده و خرد می­کند و سطح خاک را خشن و ناهموار­تر رها می­کند. بقایای گیاهی ممکن می باشد با برگردان کردن دفن شوند و یا با لایه­های خاک مخلوط شوند یا اساساً دست نخورده رها گردند. معمولا در خاک­ورزی اولیه از ابزار­هایی مانند گاوآهن برگرداندار، گاوآهن قلمی یا چیزل ،پنجه غازی عریض، دیسکو دیگر ابزار های­مشابه بهره گیری می­گردد [].

2-1-2- خاک­ورزی ثانویه[4]

پس از شخم، در عمقی معمولا برابر با عمق خاک­ورزی کلوخه می­گردد. بستر بذر در صورتی آماده خواهد گردید که کلوخه­های سطحی در عمق کم­تر ( حدود نصف) از عمق شخم، شکسته شوند و در صورت لزوم لایه­ی سطحی خاک تثبیت گردد []. خاک­ورزی ثانویه برای تهیه بستر بذر انجام می­گردد. ضمناً از ادوات خاک­ورزی ثانویه جهت از بین بردن علف­های هرز، مخلوط کردن بقایای گیاهی وعلف­کش­ها با خاک بهره گیری می­گردد [].

2-2- تراکم خاک

تراکم خاک کاهش در حجم منافذ خاک و بازآرایی در ذرات خاک می باشد که در اثر پدیده های طبیعی و عوامل خارجی (تردد تراکتور روی سطح خاک و توسط ابزارهای مکانیکی در داخل خاک) ایجاد می گردد. زمانی خاک به عنوان یک خاک متراکم مطرح می گردد که تخلخل در آن به حدی کم باشد که تهویه در خاک به سختی اتفاق افتد و یا خاک سفت می باشد و منافذ آن ، آنقدر کوچک هستند که از نفوذ ریشه ممانعت می کنند ونفوذپذیری آب به خاک و زهکشی خوبی اتفاق نمی افتد []. تاثیر زیان­آور تراکم زیاد خاک ، به­صورت افزایش فرسایش، کاهش بازده محصولات، افزایش انرژی مورد نیاز در خاک­ورزی و صدمات محیطی دیده می گردد []. تراکم خاک یکی از معضلات موجود در کشت محصولات کشاورزی می­باشد که به علت های مختلفی این اثر در خاک­های کشاورزی ظاهر می­گردد. یکی از عوامل، تراکم خاک زیرین ناشی از وزن خاک بالایی می­باشد که به صورت طبیعی ایجاد می­گردد[]. از دیگر عوامل تراکم خاک، تردد ماشین­های مدرن و سنگین در خاک­های تر ، بهره گیری بیش از حد از خاک بدون آیش­گذاری و رعایت نناوب زراعی و چراندن بیش از حد حیوانات [].در خاک­های متراکم، منافذ بزرگ، که موثرترین عامل در حرکت آب وگاز در خاک می­باشند، کاهش می­یابند و پس توانایی خاک برای انتقال آب کاهش می­یابد ودر کل تبادل گازی خاک محدود می­گردد []. تراکم خاک همچنین استحکام خاک را افزایش می­دهد ودر نتیجه باعث به تاخیرافتادن رشد ریشه می­گردد [].
هنگامی که خاک متراکم شده باشد، برای حرکت ریشه درون خاک، عملیات خاک­ورزی برای از بین بردن و مدیریت تراکم خاک ممکن می باشد ضروری باشد. خاک­ورزی بیش­تر از عمق 350 میلی­متری را عملیات زیرشکن­زنی (subsoiling) می­نامند. اگر چه عملیات خاک­ورزی برای چند هزار سال به مقصود نرم کردن خاک سطحی بهره گیری می­گردید، عملیات زیر شکن زنی، تقریبا یک عملیات جدیدی محسوب می­گردد که فقط از زمانی که تجهیزات کشاورزی به دلیل وزن زیاد و تردد زیادشان خاک را به شدت متراکم کرده­اند، بهره گیری می­گردد. تا قبل از قرن 20 ،توانایی خاک­ورزی در اعماق زیاد به دلیل نبود نیروی کشنده، امکان نداشت. اخیرا عملیات زیرشکن زنی، در سراسر جهان رواج پیدا کرده می باشد. خاک­های زیادی به عملیات زیرشکن­زنی پاسخ مثبت دادند و وضعیت تراکم خاک بهبود پیدا کرده می باشد. ابزار­هایی که برای خاک­ورزی بهره گیری می­گردد محدوده­ی وسیعی دارند و در نتیجه از نظر توانایی نفوذ در خاک، نیروی کششی مورد نیاز، سطح مقطع خاک به هم خورده متفاوت می باشند. به هر حال عملیات زیرشکن­زنی یک عملیات پر هزینه می­باشد که بایستی به صورت درست انجام گردد تا بیش­ترین فایده را داشته باشد [].
شاخص مخروطی ، قابل قبول­ترین معیار برای اندازه گیری تراکم خاک می باشد که برای تخمین زدن این که ریشه توانایی حرکت در خاک را دارد یاخیر،بهره گیری می گردد . شاخص مخروطی با زاویه­ی مخروط 30 درجه به مقصود تخمین این نیرو استاندارد شده می باشد . اگر مقدار­های شاخص مخروطی نزدیک 5/1 تا 2 مگا پاسکال باشد بدین معنی می باشد که ریشه برای حرکت در خاک با محدودیت رو به رو شده می باشد [].
نکته­ی مهم دیگر این می باشد که بایستی توجه داشت که این عملیات در رطوبت مناسب انجام گردد. حد خمیری ،معیاری برای تشخیص بهترین وضعیت خاک برای خاک­ورزی می باشد [].در بعضی از خاک­ها که از بین بردن تراکم خاک لازم نیست، با عملیات زیرشکن­زنی افزایشی در محصول ایجاد نمی­گردد. همچنین زیرشکن­زنی، هنگامی که آبیاری در دسترس باشد، افزایش در محصول ایجاد نمی­کند [].
خاکی که با عملیات زیرشکن زنی تراکم آن از بین رفته می باشد، ممکن می باشد که با رفت و آمد در همان منطقه دوباره خاک متراک گردد. محققان نشان دادند که دوبار تردد تراکتور روی یک خاک، باعث می­گردد که به وضعیت تراکم خاک به حالت قبل از عملیات زیرشکن­زنی برگردد [].اگر تردد کنترل گردد، مزایای عملیات زیرشکن زنی میتواند طولانی مدت و برای رشد محصولات سودمند باشد [].
زیرشکن­ها برای به­هم­زدن خاک در عمق بیش­تر از عمق کاری وسایل خاک­ورزی مرسوم و برای شکستن لایه ­ی سخت خاک که نتیجه­ی تراکم ناشی از تردد ماشین­آلات سنگین و همچنین عملیات مکرر خاک­ورزی در یک عمق سطحی می­باشد، بهره گیری می­گردد. پس، آن­ها بایستی دارای یک ساق محکم باشند تا بتوانند در عمق 45 تا 75 سانتی­متر و یا حتی بیش­تر، کار کنند []. بهره گیری از زیرشکن باعث نفوذ پذیری خاک نسبت به رطوبت و ریشه­ها می­گردد و افزایش محصول ناشی از کاربرد صحیح آن 50 تا 400 درصد گزارش شده می باشد []. هر ابزار عمیق­کار دارای یک عمق بحرانی می باشد که اگر عمق کار آن بیشتر از آن (زیر عمق بحرانی) باشد؛ به­هم خوردگی خاک اتفاق نمی افتد اما مقاومت کششی ابزار به مقدار زیادی افزایش می­یابد. پس، برای بهینه کردن عملیات خاک­ورزی عمیق بایستی از راه­کارهایی که می­توان عمق بحرانی را افزایش داد، بهره گیری نمود.

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   دانلود پایان نامه ارشد: برآورد نیروهای طراحی سگمنت‌های بتنی تونل‌ها تحت بارهای لرزه‌ای و ثقلی باتوجه به رفتار غیرخطی و اندرکنش آنها با محیط اطراف

2-3- مقاومت کششی، سطح مقطع خاک به هم خورده و مقاومت ویژه

اندازه­گیری مقاومت کششی و توان مورد نیاز یک ابزار خاک­ورز برای تعیین نوع و اندازه تراکتور جهت بهره گیری از آن ابزار بسیار مهم می­باشد[]. ازآنجا که کاهش مقاومت کششی ابزار­های خاک­ورز همواره یکی از جنبه­های مهم عملیات خاک­ورزی می­باشد؛ بهینه سازی ادوات به­مقصود کاهش مقاومت کششی از اهمیت بالایی برخوردار می باشد [].
توان کششی مورد نیاز ابزار خاک­ورز تابعی از ویژگی­های خاک، هندسه ابزار، عمق کار و سرعت پیشروی ابزار می­باشد []. عوامل متعددی بر چگونگی عملکرد ابزار­های خاک­ورز موثر اند. اندازه مصرف انرژی و نیروی مورد نیاز جهت حرکت یک وسیله ابزار خاک­ورز در خاک تابعی از متغیر­هایی نظیر شکل هندسی تیغه، چگونگی حرکت تیغه در خاک و شرایط اولیه خاک می­باشد []. رطوبت اولیه خاک، سرعت پیشروی، عمق و عرض کار تیغه و نیز زاویه حمله و تمایل تیغه نیز مانند عواملی هستند که بر عملکرد برش و جابجایی خاک موثر می­باشد [].
زاویه حمله ابزار خاک­ورز یکی از عوامل موثر بر مقاومت کششی ادوات خاک­ورز به حساب می­آید. تحقیقات نشان داده که چنان­چه زاویه حمله تیغه ادوات خاک­ورز کوچک­تر باشد (تا زاویه 5/67 درجه)، نفوذ وسیله به داخل خاک راحت­تر صورت می­گیرد []. مک کیز و ماسوار (1997) تأثیر پارامترهای هندسی ابزار خاک ورز بر مقاومت کششی، خرد شدگی و برش خاک را مورد مطالعه قرار دادند. نتایج نشان داد که زاویه حمله، عرض تیغه و عمق کار بر مقاومت کششی تأثیر معنی­داری داشت. با افزایش زاویه حمله از 30 به 90 درجه مقاومت کششی افزایش پیدا نمود و با افزایش دو برابری عرض کار، مقاومت کششی 35 درصد افزایش پیدا نمود []. آلوکو و سیج (2000) تأثیر زاویه حمله بر نوع و ویژگی های شکست خاک در جلوی تیغه پهن را مطالعه نمودند. نتایج نشان داد که با افزایش زاویه حمله تیغه، سطح تماس بین خاک و فلز افزایش پیدا نمود که موجب افزایش مقاومت کششی گردید [].
زونه (1956) فرایند بریدن ، خرد­شدن ، شتاب­یافتن و بالابری خاک توسط یک تیغه صلب را مطالعه نمود و نتیجه گرفت حدود 60 درصد مقاومت موجود در برابر حرکت تیغه در خاک به علت اصطکاک بین خاک و تیغه واصطکاک داخلی خاک می باشد [].
شکافتن خاک متراکم شده توسط یک عمیق­کار مرسوم در عمق مورد نظر، نیازمند نیروی کششی بالا و همچنین باعث افزایش مصرف سوخت، افزایش استهلاک وتولید کلوخه­های بزرک می­گردد []. مطالعه ولف و گارنر []. در ارتباط با انرژی لازم برای خاک­ورزی در سه عمق مختلف در خاک­های لوم شنی، حاکی از این می باشد که عمق زیرشکن­زنی اثر معنی­داری بر مقاومت کششی و انرژی مکانیکی لازم برای خاک­ورزی دارد. در آزمایش­های آنها، وقتی که عمق از mm280 به mm440 تغییر نمود، مقاومت کششی برای هر شاخه زیرشکن از kN 5/2 به kN2/6 افزایش پیدا نمود []. دربررسی اثرشکل زیرشکن، اسمیت و ویلفورد )1988( گزارش نمودند که مقاومت کششی زیرشکن نوع پارابولیک، کمتر از زیر­شکن معمولی یا تریپلیکس بود و بیش­ترین نیروی عمودی (پایین­سو ) و کم­ترین مقدار لغزش چرخ­ها مربوط به زیرشکن پارابولیک بود []. پاین و تانر (1959) در تحقیقی جامع، اثر تغییر زاویه حمله زیرشکنمرسوم[5] را بر مقاومت کششی و سطح مقطع به­هم خورده خاک مورد مطالعه قرار دادند. افزایش زاویه حمله از 20 به 60 درجه بطور معنی­دار موجب افزایش مقاومت کششی گردید؛ اما سطح مقطع به­هم خورده خاک تغییر معنی­داری نداشت [].گادوین (2007) مطابق با شکل (2-1) نشان داد که مقاومت کششی ابزار خاک ورز با افزایش زاویه حمله افزایش می­یابد [].
همت و همکاران (1379) در مطالعه اثر ارتعاش گزارش نموده­اند که بهره گیری از ارتعاش موجب کاهش مقاومت کششی و مقاومت ویژه زیر­شکن به ترتیب به اندازه 33 و 34 درصد گردید []. نارایانارو و ورما )1982( یک کاهش 52 درصدی در مقاومت کششی یک زیر­شکن ساق ارتعاشی در دامنه mm4 و فرکانس Hz5 و سرعت پیشرویkm/h 05/2 بدست آوردند []. ساکای و همکاران (8) یک کاهش 60 درصدی در مقاومت کششی یک زیر­شکن چهار­شاخه ساق ارتعاشی در دامنهmm 5 و فرکانسHz 4/3 بدست آوردند [].
 

زاویه حمله تیغه (درجه)

شکل 2-1- تغییرات مقاومت کششی ابزار خاک ورز با افزایش زاویه حمله
 
نوع و درجه بهم خوردگی خاک یکی از عوامل تعیین کننده در انتخاب ادوات خاک­ورزی می­باشد اما بایستی نیروی موررد نیاز برای کشش و نفوذ آن برای عملکرد موثر در نظر گرفته گردد.
 
طبق نتایج مک کیز و ماسوار (1997) تأثیر عرض و عمق کار بر سطح گسیختگی تأثیر معنی­داری داشت و با افزایش عمق و عرض کار سطح گسیختگی افزایش پیدا نمود، اما تغییر زاویه حمله تأثیر معنی­داری بر سطح گسیختگی نداشت [].
کاهش مقدار مقاومت ویژه ابزار(نسبت مقاومت کششی به سطح مقطع بهم خورده خاک) بسیار مهم­تر از کاهش مقاومت کششی آن می­باشد []. با افزایش زاویه حمله، مقاومت ویژه افزایش پیدا نمود و حداقل مقاومت کششی در عمق کم­تر و زاویه حمله کوچک­تر بود [].
ازجمله تکنیک­های بهره گیری شده برای کاهش مقاومت ویژه خاک وکوچک کردن کلوخه­های ایجاد شده، بهره گیری کردن از عامل­های خاک­ورزی در عمق کم­تر، در جلوی ابزار اصلی و همچنین بهره گیری کردن از باله­ها روی زیرشکن­ها می­باشد.
اسپور و گادوین (1978) گزارش کردند که اضافه کردن باله به پاشنه ابزار زیرشکن، به ازای افزایش30 درصد در نیروی کششی باعث دو برابر شدن به­هم­خوردگی گردید. این افزایش معنی­دار در سطح مقطع خاک به­هم­خورد، باعث کاهش 30 درصدی در مقاومت ویژه گردید [].
گادوین و اسپور (1984)، گزارش کردند که فاصله­ی عرضی بهینه برای کاهش مقاومت ویژه بین دو زیرشکن بدون باله، هنگامی که آن­ها در یک عمق کار می­کنند، 5/1 برابر عمق کاری آن­ها می­باشد اما این در حالی می باشد که برای 2 زیرشکن با باله، این فاصله 2 برابر عمق کاری زیرشکن­ها می­باشد [].
بهره گیری کردن ازابزار سطحی­کار جلوی ابزار اصلی موجب افزایش عمق بحرانی خاک می­گردد [] و موجب کاهش در نیروی کششی و تولید خاک زراعی بهتر می­گردد [] وهمچنین موجب بهبود راندمان کاری (حجم خاک نرم شده تقسیم بر نیروی کششی مالبندی) در شکافنده­های عمیق­کار می­گردد [].
گادوین واسپور )1977( گزارش نمودند که اضافه کردن باله و ابزار سطحی­کار جلوی ابزار عمیق­کار منجر به افزایش به­هم­خوردگی خاک در عمق، کاهش مقاومت ویژه، افزایش عمق بحرانی و آرایش موثر­تر خاک شده می باشد. همچنین گزارش نمودند که فاصله­ی موثر بین عامل­های خاک­ورزی با بهره گیری از ابزار سطحی­کار جلوی ابزار عمیق­کار وباله، افزایش می­یابد آن­ها گزارش کردند که عمق بهینه برای ابزار جلویی، برابر عمق ابزار عقبی، فاصله­ی عرضی بهینه برای دو سطحی­کار در آرایش زیگزاگ، 5/2 برابر عمق ابزار عقبی و فاصله­ی طولی بهینه، بین ابزار جلویی و عقبی، بزرگتر یا مساوی 5/1 برابر عمق ابزار عقبی می­باشد[].
گادوین و اسپور (1984)، گزارش کردند که هنگامی که یک سطحی­کار به صورت هم­راستا در جلوی یک عمیق­کار بهره گیری گردد، مقاومت کششی مورد نیاز افزایش می­یابد. این افزایش در مقاومت کششی زمانی ماکزیمم می­گردد که عمق ابزار سطحی­کار، نصف عمق ابزار عمیق­کار باشد. این درحالیست که سطح مقطع خاک به­هم­خورده نسبت به تک شاخه عمیق­کار کاهش می­یابد. در نتیجه مقاومت ویژه به صورت معنی­داری افزایش پیدا می­کند. طبق گزارشات آن­ها اضافه کردن دو سطحی­کار در جلوی عمیق­کار به صورت زیگزاگ نسیت به تک شاخه­ی عمیق­کار (زیرشکن)، مقاومت کششی، تغییر معنی­داری نداشت اما سطح مقطع خاک به­هم­خورده در آرایش زیگزاگ به صورت معنی­داری بیش­تر بود، در نتیجه مقاومت ویژه در آرایش زیگزاگ به صورت معنی­داری کم­تر گردید [].
کاسیسرا و همکاران (2005) در تعیین مطلوب­ترین عمق ابزار سطحی­کار جلوی عمیق­کار (که در آن نسبت خاک به­هم­خورده به نیروی لازم بیش­ترین مقدار باشد) در آرایش دو سطح­کار هم­راستا، برای بهینه کردن انرژی مورد نیاز،گزارش دادند که مطلوب­ترین عمق برای ابزار جلویی، زمانی خواهد بود که عمقی برابر 80% عمق ابزار عقبی (عمیق­کار) داشته باشد، زیرا تنها در این حالت می باشد که هر دو ابزار جلویی و عقبی، هر دو بالای عمق بحرانی کار می­کنند و اگر این نسبت رعایت نشود، حداقل یکی از ابزار­ها، زیر عمق بحرانی کار می­کنند آن­ها برای مطلوب ترین فاصله­ی طولی نیز معادله­ی 2-1 را پیشنهاد دادند

معادله 2-1                               

 
که θ، α، β، D، d و به ترتیب زاویه­ی گسیختگی هلالی لبه­ی گوه،زاویه­ی حمله (درجه)، زاویه­ی بین صفحه­ی گسیختگی ابزار جلویی / عقبی با سطح خاک (درجه)، عمق ابزار عقبی، عمق ابزار جلویی می­باشند و در پایان ذکر کردند که عواملی مانند، نوع خاک، سرعت ابزار­ها، هندسه­ی ابزار­ها و درصد رطوبت می­تواند نتایج این پژوهش را دچار تغییر کند [].
در به کارگیری ابزار­های چند سطح­کار، حمزه و همکاران (2011) گزارش نموده اند که متصل کردن بیش از یک ابزار سطحی­کار در جلوی ابزار اصلی به صورت هم­راستا تاثیر معنی­داری در کاهش نیروی کشش نداشت و در مورد اثر باله­ها بر نیروی کشش گزارش نموده­اند که اضافه کردن باله پشت ابزار های سطحی­کار نیروی کشش مورد نیاز را برای شکافتن خاک افزایش نمی­دهد [].
حمزه و همکاران (2011) در به کارگیری ابزار­های دو سطح­کار گزارش دادند که بهره گیری از ابزار­های سطحی­کار با عمق 10، 15 در جلوی ابزار عقبی با عمق 30 سانتی­متر در آرایش دو سطح­کار هم­راستا نسبت به تک شاخه اصلی با عمق 30 سانتی­متر در خاک رسی، به ترتیب دارای 8/17 و 1/3 درصد مقاومت کششی کم­تر می­باشند در حالی­که با افزودن سطحی­کار با عمق 20 سانتی­متر جلوی ابزار اصلی ( عمق 30 سانتی­متر)، مقاومت کششی به اندازه­ی 1/4 درصد افزایش پیدا نمود آن­ها همچنین گزارش دادند که به کار گذاشتن دو سطحی­کار با عمق 15 سانتی­متر و به صورت زیگزاگ در جلوی ابزار اصلی (عمق 30 سانتی­متر) نسبت به تک شاخه اصلی (عمق 30 سانتی­متر) در خاک رسی به مقدار 9/10 درصد مقاومت کششی بیش­تری نیاز دارد [].
مایلک و همکاران (1994) گزارش کردند که در آرایش دو سطح­کار هم راستا، اضافه کردن سطحی­کار با عمق ­های متفاوت 76، 127، 178 و 229 میلی­متری به یک ابزار عمیق کار با عمق 457 میلی­متر، در خاک لوم رس سیلتی، از نظر توان مورد نیاز تفاوت معنی­داری با هم­دیگر و حتی با تک شاخه عمیق­کار (عمق 457 میلی­متر) نداشتند. آن­ها همچنین گزارش کردند هنگامی که یک سطحی­کار در عمق 178 میلی­متر و به صورت هم­راستا با یک عمیق­کار با عمق 457 میلی­متر کار کند، به صورت معنی­داری سطح مقطع خاک به­هم­خورده بیش­تری نسبت به زمانی که سطحی­کار در عمق 229 و یا 127 میلی­متر با آن عمیق­کار بهره گیری گردد، تولید می­کند. اضافه کردن یک سطحی­کار با عمق 127 میلی­متر به یک عمیق­کار با عمق 356 میلی­متر نسبت به همان عمیق­کار تنها، به مقدار بیش از 16 درصد،سطح مقطع خاک به­هم­خورده بیش­تری تولید می­کتند. و در نهایت آن­ها به این نتیجه رسیدند که توان مورد نیاز برای اضافه کردن سطحی­کار با باله، با افزایش عمق، کاهش می­یابد زیرا آن­ها در داده­های بدست آمده از پژوهش خود، نظاره کردند که اضافه کردن ساق باله­دار سطحی،به ترتیب نیاز به انرژی 2/9، 7/6 و 9/3 کیلو وات بیش­تر از زیرشکن با عمق 356، 406 و 457 میلی­متر دارد [].
گازر و لغوی (1385)در تعیین تاثیر دو تیغه سطحی با عرض تیغه 40 میلی­متر و عمق 250 میلی­متر و در 500 میلی­متر جلوتر از شاخه اصلی، بر مقاومت کششی، سطح مقطع.خاک.به­هم­خورده و مقاومت ویژه در سه فاصله­ی بین تیغه­ای 500، 750 و 1000 میلی­متری در مقایسه با یک زیرشکن با عرض ساق2/50 میلی­متر، عرض تیغه 5/60 میلی­متر و عمق کار 500 میلی­متر، گزارش نمودند که هنگامی که فاصله­ی دو تیغه سطحی 500 و 750 میلی­متر می­باشد، مقاومت کششی به صورت معنی­داری کاهش می­یابد. آن­ها همچنین گزارش نمودند که اضافه کردن سطحی­کار­ها در جلوی زیرشکن عموما موجب افزایش سطح مقطع خاک به­هم­خورده و در نتیجه کاهش مقاومت ویژه می شوند و در حالتی که فاصله­ی بین دو تیغه­ی سطحی 1000 میلی­متر بود، بیش ترین سطح مقطع خاک به­هم­خورده و کم­ترین مقاومت ویژه را از خود نشان داد [].
[1] Fabric
1-Conversation tillage
1-Primary
3-Secondary
1-Conventional subsoiler
تعداد صفحه : 69
قیمت : 14700 تومان

بلافاصله پس از پرداخت لینک دانلود فایل در اختیار شما قرار می گیرد

و در ضمن فایل خریداری شده به ایمیل شما ارسال می گردد.

پشتیبانی سایت :        ****       [email protected]

دسته‌ها: عمران