ارزیابی تاثیر نرخ تغییر شکل خاک برای تخمین مصرف انرژی برهمکنش خاک و تایر با استفاده از رابطه فشار-نشست خاک

درک دینامیک تغییر شکل خاک در زمینه های مختلف مانند تحرک وسایل نقلیه خارج از جاده، کشاورزی و مکانیک خاک بسیار مهم است. به طور خاص، ارزیابی فعل و انفعالات خاک و تایر برای بهینه سازی مصرف انرژی و به حداقل رساندن اثرات منفی تراکم خاک ضروری است. این مطالعه تاثیر نرخ تغییر شکل خاک بر رابطه فشار- نشست و مصرف انرژی را با استفاده از یک محیط انباره خاک و یک سیستم بوامتر بررسی می کند. هدف اصلی این مطالعه بررسی این است که چگونه سطوح مختلف عبور و نرخ های نفوذ متفاوت بر انرژی مورد نیاز برای دستیابی به عمق نشست مشخص تاثیر می گذارند. این مطالعه از یک طرح بلوک کاملا تصادفی استفاده کرد که هر تیمار سه بار تکرار شد تا از دقت و قابلیت اطمینان، اطمینان حاصل شود. اندازه گیری های کمی با استفاده از یک لودسل متصل به بوامتر انجام شد. نتایج نشان داد که سطح ترافیک و سرعت نفوذ بر مقاومت خاک و مصرف انرژی تاثیر معناداری دارد. برای صفحه بزرگتر، فشار مورد نیاز برای نفوذ با سرعت ها و سطوح عبور بالاتر افزایش می یابد. در بالاترین سرعت (۴۵ میلی متر بر ثانیه) و عبور هشتم، نیروی مورد نیاز برای نشست خاک حداکثر بود. مصرف انرژی برای هر سطح با اندازه گیری سطح زیر منحنی نیرو- نشست محاسبه شد. تجزیه و تحلیل واریانس (ANOVA) نشان داد که تعداد عبور چرخ، اندازه صفحه و سرعت نفوذ به طور قابل توجهی بر مصرف انرژی تاثیر می گذارد. به عنوان مثال، در بالاترین عمق نشست (۶۰ میلی متر)، مصرف انرژی برای صفحه بزرگ تر با سرعت ۴۵ میلی متر بر ثانیه و عبور هشتم تقریبا دو برابر صفحه کوچک تر بود. این نتایج بر اهمیت در نظر گرفتن تراکم و سرعت ناشی از تعداد عبور در هنگام طراحی وسایل نقلیه خارج از جاده یا ماشین های کشاورزی که با زمین های تغییر شکل پذیر تعامل دارند، تاکید می کند.

کلیدواژه ها:

انرژی تغییر شکل خاک ، بوامتر ، عبورهای متعدد ، مکانیک خاک ، نرخ نفوذ