بررسی کمی ویژگی های هندسی خلل و فرج خاک با استفاده از روش رنگ آمیزی فلورسنت

تخلخل خاک در پیدایش و کنترل فرایندها، برهمکنش با محیط و نگهداشت و انتقال آب و املاح نقش اصلی را بر عهده دارد. در روش­های مرسوم خصوصیات ناهمگن اجزاء تشکیل دهنده تخلخل خاک، با اعمال یک سری فرضیات از قبیل فعال و کروی همه حفرات ساده­سازی می­شوند. روش­ میکرومورفولوژی با مشاهده­ی مستقیم  و تعیین خصوصیات هندسی حفرات خاک امکان توصیف دقیق­تری از خلل و فرج خاک فراهم می­آورد. هدف از این مطالعه استفاده از روش رنگ­آمیزی فلورسنت در کمی­سازی خصوصیات هندسی خلل و فرج خاک می­باشد. ۳۹ نمونه­ خاک دست نخورده با مخلوط رزین­-­استون حاوی ماده فلورسنت تلقیح، خشکانده و برش داده شدند. سپس با روش تصویر برداری متوالی زیر نور فرابنفش، ۴۰ تصویر رقومی از هر نمونه تهیه شد. تصاویر توسط نرم­افزار Image Tool آستانه­­بندی و  حفرات با رنگ روشن از بخش جامد تفکیک شدند. حفرات بر اساس مساحت، محیط، کشیدگی، فشردگی، گردشدگی، قطر معادل، قطر بزرگ و همچنین قطر کوچک کلاس­بندی شدند. نتایج عددی به صورت فایل Excel از نرم­افزار استخراج و تعداد و درصد حفرات در هر کلاس تعیین شد. حفرات با مساحت کمتر از ۱۰۰ میکرومترمربع در لایه شخم ( < ۳۵ سانتی­متر) کمتر از ۱۶% تخلخل بود که در کفه شخم به بیش از ۲۹% ­رسید. حفرات با مساحت بیش از ۱۰۰ میکرومترمربع در لایه شخم به بیش از ۸۰% تخلخل کل بالغ گردیدند. کلاس غالب از نظر فشردگی خاک در همه اعماق کلاس ۵/۰-۳/۰ بود و حداکثر آن (۹۴/۵۶%) در عمق ۳۵-۳۰ سانتی­متر به دست آمد. کشیده­ترین حفرات (کلاس ۱/۰>) در لایه­ ۱۰-۰ سانتی­متر به دست آمد که در عمق ۳۵-۳۰ سانتی­متری به حداقل خود (۸/۳۳%) کاهش یافت. از نظر گردشدگی بیش از ۵۵ درصد حفرات دارای شاخص گردشدگی ۱/۰-۰۵/۰ بودند. بر اساس پارامترهای قطر معادل، قطر بزرگ و قطر کوچک فراوانی حفرات ریز، متوسط و درشت تعیین گردیدند. نتایج نشان داد روش میکرومورفولوژی در مطالعات تخلخل و شکل حفرات بسیار توانمند است و ثابت نمود که فرضیات اعمال شده در مورد شکل حفرات خاک در روابط فیزیکی با واقعیت­های موجود اختلاف قابل توجهی دارند و باید اصلاح شوند.

کلیدواژه ها:

تخلخل خاک ، میکرومورفولوژی ، رنگ آمیزی فلورسنت ، نور فرابنفش ، محیط متخلخل