در ایجاد توابعانتقالیخاک، یافتن متغیرهای جدید یک چالش اساسی برای بهبود تخمین خصوصیات هیدرولیکیخاک است. دراینتحقیقاز رفتار خاک تحت تراکم به عنوان متغیرهای جدید به همراه برخی خصوصیات پایه ای خاکدر برآوردهدایتهیدرولیکیاشباع 120 نمونه خاکاز 5 استان مازندران، آذربایجان غربی و شرقی، کرمانشاه و همداناستفادهشد. هدایت هیدرولیکی اشباع توسطحدود آتربرگ (حدروانی، حد خمیری و حد انقباض) و پارامترهای منحنی فشردگی محصور به همراه خصوصیات پایه خاک (نسبت سیلت به شن، درصد رس و جرم مخصوص ظاهری) به عنوان تخمین گر در 3 مرحله تخمین زده شد. در مرحله اول فقط از خصوصیات پایه خاک به عنوان تخمین گر استفاده شد. توابع انتقالی ایجاد شده باروش رگرسیون نشان دادند کهدر مرحله 2 ورود پارامترهای منحنی فشردگی محصور به همراه خصوصیات پایه خاک در توابع ایجاد شده و در مرحله 3 ورود تنها حدود آتربرگ به همراه همان خصوصیات پایه به عنوان برآوردگر موجب بهبود نسبی در برآورد هدایت هیدرولیکی اشباع شدند. مقدار مجذور میانگین مربعات خطا(RMSE) در قسمت آموزش برای مرحله 1، 2 و 3 به ترتیب 624/0، 620/0 و 584/0 و برای آزمون به ترتیب 887/0، 821/0 و 829/0 به دست آمد. مقدار بهبود نسبی بر اساس معیار RMSE در مراحل دو و سه برای آموزش به ترتیب 64/0% و 35/6 درصد و برای آزمون 45/7% و 53/6 درصد به دست آمد. بر اساس ضریب تبیین تعدیل شده (R2adj) ورود متغیرهای منحنی فشردگی محصور و یا حدود آتربرگ در جوار خصوصیات پایه خیلی در بهبود تخمین مؤثر واقع نشدند. نتایج نشان داد که صحت مدل در مرحله سه (بر اساس مقدارRMSE و معیار اطلاعات آکایک) و قابلیت اعتماد مدل در مراحل دو و سه (بر اساس مقدارRMSE و معیار اطلاعات آکایک) نسبت به مرحله اول بهبود یافت.

یکی از مشخصات مهم و اساسی خاک های ریزدانه، خاصیت خمیرایی یا حدود آتربرگ آنهاست که به صورت مستقیم در طبقه بندی و پیش بینی ویژگی های مکانیکی و رفتار خاک کاربرد دارند. هدف از این پژوهش، بررسی تأثیر تیمارهای مختلف خشک کردن نمونه ی خاک در حدود آتربرگ و نیز نوع دستگاه اندازه گیری در تعیین حد روانی و اثرهای این عوامل در کلاسه بندی یونیفاید متناظر خاک است. همچنین در این تحقیق، نتایج روش حد روانی تک نقطه ای کازاگرانده با روش چندنقطه ای معمول مقایسه شد. به این منظور، نمونه های خاک از سه تیپ مختلف پوشش گیاهی جنگل آموزشی و پژوهشی دانشگاه تهران و از هر تیپ، از پنج عمق متفاوت تهیه شد و به آزمایشگاه انتقال یافت. نتایج نشان داد که تیمار خشک کردن موجب تفاوت در کلاسه بندی خاک در 33 درصد نمونه ها شد. استفاده از روش آون خشک نسبت به هواخشک به طور متوسط سبب کم برآوردی 5/14، 7/13 و 10 درصدی به ترتیب حد روانی، حد خمیری و شاخص خمیری شد. نتایج مقایسه ی دو دستگاه کازاگرانده و مخروط نفوذ برای تعیین حد روانی خاک، نشان داد که با وجود نزدیک بودن نتایج دو روش در یک نمونه از 15 نمونه خاک موجب کلاسه بندی متفاوت خاک شد. در نهایت، استفاده از روش تک نقطه ای در تعیین حد روانی، اختلافی با روش چندنقطه ای نشان نداد و اختلاف حد روانی دو روش به طور متوسط 26/0 درصد بود که به تغییر شاخص ها در مرزهای نمودار خمیرایی کازاگرانده منجر نشد؛ بنابراین روش تک نقطه ای در موارد وجود تجربه ی کافی و تعداد نمونه ی زیاد، به عنوان جایگزین مطمئن روش معمول چندنقطه ای قابل توصیه است. نتایج این مطالعه نشان داد که حتی ساده ترین موارد در روند انجام آزمایش های خمیرایی خاک مانند روش خشک کردن نمونه ها نیز می تواند صحت نتایج را تحت تأثیر قرار دهد.

به طور کلی در کشورهای در حال توسعه مثل ایران، به دلیل نیاز به صرف زمان و هزینه های زیاد تحقیقات و روش های آزمایشگاهی متعارف، مطالعات مکانیک خاک به صورت محدود انجام می گیرد یا اصلاً انجام نمی گیرد؛ کمبود اطلاعات در این زمینه ممکن است در نهایت سبب آسیب دیدگی سازه شود. امروزه روش های نوین مانند طیف سنجی زمینی در حال توسعه اند که می توانند این مشکل را تا حد زیادی برطرف کنند. طیف سنجی زمینی روشی غیرمخرب، سریع و ارزان است، ولی تا کنون تحقیقی در زمینه ی استفاده از این روش در برآورد ویژگی های 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 طیف سنج زمینی برآورد شد. به این منظور 45 نمونه خاک از سری نم خانه ی جنگل خیرود جمع آوری شد و آزمایش های حدود آتربرگ انجام گرفت و سپس با استفاده از طیف سنج زمینی VNIR اندازه گیری طیفی نیز صورت پذیرفت و از روش PLSR (Partial Least Square Regression) برای پیش بینی حدود آتربرگ خاک در دو حالت طیف خام و مشتق اول طیف استفاده شد. نتایج نشان داد که مدل سازی 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 طیف سنجی می توان به عنوان روشی سریع، ارزان و با دقت قابل قبول برای پیش بینی حدود آتربرگ خاک استفاده کرد.

بهسازی خاک لسی، می تواند سبب افزایش استحکام، مقاومت و تغییر یا اصلاح ویژگی های مکانیکی آنها گردد. هدف از انجام این پژوهش، بررسی تغییرات پارامترهای منحنی رطوبتی (چگونگی نگهداشت آب در خاک) و برخی شاخص های مکانیکی (پایش استحکام و مقاومت مکانیکی) خاک لسی شن لومی حاوی نانو رس های مونت موریلونایت بود. بدین منظور، باتیمارهای 1 و 5 درصد نانورس، میزان نگهداشت آب خاک با دو مدل ون گنوختن و بروکس-کوری، تغییرات پارامترهای رطوبتی و حدود آتربرگ در دو زمان ارزیابی شد. نتایج نشان داد که نانورس تأثیری معنی دار بر نگهداشت آب در مکش های مختلف داشت و مقادیر آنرا، بخصوص در مکش های پایین افزایش داد. همچنین سبب افزایش خلل و فرج ریز در نقطه ورود هوا شد که نشان دهنده ی کاهش سرعت تخلیه آب و افزایش قابلیت نگهداشت آن در خاک سبک بود. در بررسی پارامتریک منحنی رطوبتی خاک-نانورس، با افزایش مقدار نانو رس، رطوبت اشباع Θ s افزایش، لیکن، شیب منحنی رطوبتی خاک-نانورس (پارامترn) و فشار ورود هوا افزایش و مقدار α کاهش یافت. تغییر در رطوبت باقیماندهΘ r قابل ملاحظه نبود و روند افزایشی منطقی خاصی نشان نداد. پیش بینی پارامترهای معادله منحنی رطوبتی با استفاده از مدل وان گنوختن نتایج بهتری از مدل بروکس-کوری نشان داد. در بررسی شاخص های مکانیکی، افزایش حدروانی (به میزان بیشتر) وحدخمیری و در نتیجه، افزایش شاخص پلاستیسیته (بهبود خصوصیات خمیری خاک) مشاهده شد. افزایش میزان سطح مخصوص و قدرت نگهداری آب توسط رس ها و مقاومت برشی سطح رس می تواند دلیل این امر باشد. پایش حدود آتربرگ و پارامترهای منحنی رطوبتی با زمان، نشانگر مانایی آنها بود.

فرسایش سیلان گل یک معضل فراگیر همراه با پیامد های ناگوار برای اکوسیستم های طبیعی در بیشتر نقاط دنیا محسوب می شود که از عوامل اصلی ایجاد آن، وقوع بارش های سنگین، ذوب برف و یخ و طغیان آب رودخانه ها است. در این پژوهش اهمیت موقعیت شیب و نوع کاربری بر وقوع فرسایش سیلان گل در شیب تپه هایی با سه کاربری گوناگون بررسی شد. برای این منظور، سه شیب تپه با شرایط مشابه در کاربری ها انتخاب و سه نیمرخ به ترتیب در بالای شیب تپه (بیش ترین احتمال وقوع فرسایش سیلان گل)، میانه شیب تپه (احتمال وقوع فرسایش سیلان گل متوسط) و انتهای شیب تپه (کم ترین احتمال وقوع فرسایش سیلان گل) حفر شد. نمونه برداری از دو لایه ی سطحی و زیر سطحی در هر نیمرخ انجام گردید و برخی ویژگی های فیزیکی، مکانیکی و شیمیایی خاک تعیین شد. نتایج نشان داد که در کاربری جنگل، بیشترین حد روانی در میانه ی شیب می باشد که در دو لایه مورد مطالعه به ترتیب 64/28 و 90/25 درصد بود ولی در کاربری مرتع، بیشترین میزان این حدود به ترتیب 07/37 و 94/33 درصد و مربوط به بالای شیب بود. نوع کاربری با پارامتر های ماده ی آلی، آهک، رس، رطوبت اشباع، حد روانی، حد خمیری و شاخص خمیری در سطح 99 درصد و با پارامتر های درصد شن، شاخص فعالیت خاک، ظرفیت تبادل کاتیونی و نسبت مقدار (درصد) ماده آلی به مقدار (درصد) رس در سطح 95 درصد ارتباط معنی دار و با پارامتر های سیلت و نسبت مقدار ظرفیت تبادل کاتیونی به مقدار (درصد) رس فاقد ارتباط معنی دار بود. همچنین کاربری مرتع تخریب شده با میانگین 6/16 درصد رس و 37/47 درصد سیلت، بیشترین میزان رس و سیلت و کمترین شاخص فعالیت خاک (36/0) را دارا بود. نتایج این پژوهش نشان داد که هم اکنون، کاربری های تخریب شده به دلیل بالا بودن مواد ریز دانه و درصد رطوبت اشباع و همچنین فقیر بودن پوشش سطح خاک، مساعدترین شرایط را برای وقوع فرسایش سیلان گل دارند.

آگاهی از ویژگی های مکانیکی و فنی خاک برای انجام عملیات جاده سازی، مدیریت بهینه عرصه های جنگلی و اجرای عملی طرح های جنگلداری ضروریست. یکی از مهم ترین اصول ساخت جاده های جنگلی، جلوگیری از مخلوط شدن مواد آلی با مصالح جاده در زمان عملیات خاکبرداری و خاکریزی است که اغلب نادیده گرفته می شود. هدف از این پژوهش، بررسی تاثیر ماده آلی بر ویژگی های فیزیکی و مکانیکی خاک و تعیین رابطه مقدار ماده آلی و تغییر ویژگی های موردنظر است. از آنجاکه هزینه های اقتصادی و زیست محیطی ساخت جاده های جنگلی بسیار بالا است، تعیین عامل هایی که بر اندازه موفقیت این عملیات تاثیرگذارند، بسیار مهم است. این پژوهش بر روی نمونه خاک جنگل آموزشی پژوهشی خیرود (بخش نم خانه)، انجام شد. خاک موردنیاز، با حفر پروفیل و ماده آلی موردنیاز، از بقایای درختان و لاشبرگ موجود در کف جنگل تهیه شد. خاک با تیمارهای مختلف ماده آلی (0 درصد، 5 درصد، 10 درصد و 15 درصد وزنی) مخلوط و آزمایش های دانه بندی، حدود آتربرگ و CBR بر روی نمونه ها انجام شد. نتایج نشان داد که با افزایش مقدار ماده آلی، حدود روانی و خمیری افزایش و CBR کاهش پیدا می کند که بیان گر رابطه منفی مقدار ماده آلی و نسبت باربری (ترافیک پذیری) خاک است. نتایج این پژوهش به خوبی تاثیر منفی ماده آلی بر ویژگی های فنی خاک و درنتیجه ضرورت عدم اختلاط ماده آلی با خاک، در هنگام عملیات خاکی را نشان می دهد.

در این پژوهش نانو پلیمر سی بی آر پلاس (CBR+) برای تثبیت خاک جاده جنگلی مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش های تعیین بافت، حدودآتربرگ، تراکم و سی بی آر (CBR) بر روی نمونه خاک شاهد و تیمارشده با درصدهای وزنی 0.25 درصد، 0.50 درصد، 0.75 درصد و یک درصد بر روی کرت ها انجام شد. برای بررسی وضعیت مکانیکی مصالح لایه روسازی پنج کرت شامل یک کرت شاهد (بدون نانوپلیمر) و چهار کرت نمونه بر روی جاده پیاده شد. نتایج نشان داد ماده پلیمری سبب کاهش حدود روانی و خمیری شده است. در منحنی دانه بندی نمونه های شاهد و تیمار، با افزایش درصد ماده افزودنی سی بی آر پلاس از مقدار عناصر ریزدانه خاک کاسته شد. به طوری که تیمار یک درصد دارای کمترین درصد وزنی ریزدانه و بیشترین درصد وزنی درشت دانه در مقایسه با دیگر تیمارها بود. همچنین تیمار موردنظر موجب کاهش رطوبت بهینه و افزایش حداکثر دانسیته خشک و ظرفیت باربری می شود. نتایج حاصل از بررسی خواص شیمیایی نشان دهنده افزایش مقدار پتاسیم، کلسیم و منیزیم در رواناب حاصله بوده است. نتایج این پژوهش نشان داد که تیمار یک درصد نانو پلیمر سی بی آر پلاس در مقایسه با دیگر تیمارها عملکرد بهتری را به نمایش گذاشت.

منحنی رطوبتی از ویژگی های بنیادی خاک بوده که برای شبیه سازی جریان آب و انتقال توأمان آب و املاح در بخش غیراشباع خاک کاربرد دارد. بدلیل وقت گیر و پرهزینه بودن اندازه گیری منحنی رطوبتی خاک، امروزه روش های غیرمستقیم مورد توجه قرار گرفته است. پژوهش حاضر با هدف تخمین منحنی رطوبتی خاک با استفاده از حدود آتربرگ و برخی ویژگی های فیزیکی خاک برنامه ریزی شد. در این پژوهش تعداد 43 نمونه خاک از مناطق شمال غرب ایران برداشت شد به طوری که 28 نمونه برای توسعه مدل ها و 15 نمونه بمنظور ارزیابی اعتبار مدل ها مورد استفاده قرار گرفت. منحنی رطوبتی خاک در مکش های (1/0، 2/0، 3/0، 4/0، 1، 2، 3، 5، 10 و 15 بار) و ویژگی های فیزیکی و حدود آتربرگ خاک ها به روش-های استاندارد اندازه گیری شد. پس از بررسی همبستگی بین متغیرهای مستقل و ترکیبی در محیط نرم افزار SPSS با روش رگرسیون گام به گام، مناسب ترین ترکیب از متغیرهای مستقل انتخاب و معادله رگرسیونی چند متغیره برای تخمین منحنی رطوبتی ارائه شد. نتایج نشان داد که از بین ویژگی های اندازه گیری شده، درصد رس، جرم ویژه ظاهری، حد روانی و خمیری بیش ترین همبستگی را با مقدار رطوبت داشتند. مقادیر آماره های ضریب تبیین (89 درصد) و مجذور میانگین مربعات خطا (028/0) حاصل از تجزیه های آماری در کلیه مکش ها نشان دهنده اعتبار بالای توابع پیشنهادی برای تخمین منحنی رطوبتی می باشد.

تأثیر استفاده از ضایعات کارگاه های سنگ بُری در بهبود ویژگی های مکانیکی خاک بستر جاده های جنگلیچکیدهسابقه و هدف: خاک های ریزدانه غالباً دارای مشکلاتی از جمله قابلیت بارگذاری و مقاومت برشی پایین، دشواری تراکم و نشست می باشند. از این رو تثبیت خاک های ریزدانه با مواد افزودنی همواره مورد توجه مهندسین راه سازی بوده است. از سوی دیگر امروزه استفاده از مواد ضایعاتی در تثبیت خاک با توجه به اقتصادی بودن آن رایج شده است. در این مطالعه از پودر سنگ که ضایعات کارگاه های سنگ بُری محسوب می شود، برای تثبیت خاک های ریزدانه استفاده گردید. مواد و روش ها: نمونه های خاک رس با خمیرایی کم (CL) با مقادیر متفاوت 0، 3، 5، 10 و 15 و 20 درصد خاک برش سنگ نسبت به خاک خشک) مخلوط شد. زمان عمل آوری خاک سنگ 7، 28 و 90 روز در نظر گرفته شد. در مرحله بعد ویژگی های ژئوتکنیکی شامل دانه بندی، حدودآتربرگ و مقاومت فشاری یا CBR مورد بررسی قرار گرفت. بررسی ویژگی های دانه بندی به روش الک تر، حدود آتربرگ به روش کاساگرانده و فتیله خمیری و مقاومت فشاری به کمک آزمایش بارگذاری کالیفرنیا در آزمایشگاه مکانیک خاک دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان انجام پذیرفت. یافته ها: نتایج نشان داد که با افزودن پودر سنگ، سهم بخش درشت دانه خاک افزایش یافت. به طوری که با افزودن 20 درصد پودر سنگ و با گذشت 28 روز، بیش از 60 درصد از وزن هر نمونه به ذرات با قطر بیشتر از 1/0 میلیمتر تعلق یافت. بین زمان های عمل آوری 28 روز و 90 روز تفاوت معنی داری از نظر حد روانی، شاخص روانی و ظرفیت بارگذاری وجود نداشت. اما مقادیر متغیرهای یادشده تفاوت معنی داری با ارقام ثبت شده در زمان عمل آوری 7 روز داشتند. افزودن پودر سنگ به نمونه-های خاک باعث کاهش حد روانی و شاخص خمیری شد. با افزودن 20 درصد پودر سنگ نمونه های خاک از حالت خمیری (شاخص خمیری = 25) به حالت خمیری متوسط (شاخص خمیری = 8) تبدیل شدند. علاوه بر این، بیشترین مقدار CBR یا همان ظرفیت بارگذاری خاک (19 درصد) با افزودن 20 درصد پودر سنگ به وجود آمد. نتیجه گیری: در این مطالعه از پودر سنگ که ضایعات کارگاه های سنگ بُری محسوب می شود، برای تثبیت خاک های ریزدانه استفاده گردید. نمونه های خاک پس از 28 روز نتیجه کلیه فعل و انفعالات مثبت و یا منفی ناشی از افزودن پودر سنگ را بروز داده و گذشت زمان بیشتر، تأثیر ملموسی بر خواص مکانیکی خاک ندارد. ضمن آنکه در تحقیق حاضر تغییرات مطلوب و مورد نظر در خواص مکانیکی خاک با افزودن 20 درصد پودر سنگ حاصل شد.

سابقه و هدف: خاک های تورم پذیر مانند خاک های رسی به دلیل دارا بودن قابلیت تغییر حجم ناشی از تغییر رطوبت و مشخصات مکانیکی نامطلوب به عنوان مصالح نامناسب در امور حمل و نقل جنگل به شمار می روند که لازم است توسط تثبیت-کننده های زیستی حاوی سیلیس مانند انواع خاکستر اصلاح شوند. هدف از اجرای این تحقیق بررسی قابلیت خاکستر ساقه ذرت در ارتقاء مقاومت مکانیکی خاک بستر بخشی از جاده های پیشنهادی سری دو طرح جنگل داری دکتربهرام نیا در استان گلستان بود. مواد و روش ها: در پژوهش حاضر نخست نسبت به جمع آوری ضایعات ساقه ذرت مزارع اقدام، سپس بندهای ساقه که حاوی مقادیر بالاتری سیلیس هستند برش داده شده و آسیاب گردید. قطعات آسیاب شده به مدت دو ساعت در دمای 580 درجه سانتی گراد کوره سوزانده و خاکستر آن استحصال شد. این ماده فاقد خواص پلاستیک بوده و غالب اندازه ذرات آن کوچکتر از 075/0 میلی متر بود. نمونه های خاک رس تورم پذیر پس از جمع آوری از مسیر عبور جاده های پیشنهادی به آزمایشگاه مکانیک خاک منتقل گردید. نمونه ها در آنجا با نسبت های مختلف 5، 10، 15 و 20 درصد از خاکستر ترکیب شده و پس از عمل آوری و گذشت 7، 14 و 28 روز از زمان تثبیت، آزمایشات حدود آتربرگ، آزمایش تراکم استاندارد و مقاومت تک محوری یا مقاومت فشاری نامحدود هر یک در سه تکرار روی مخلوط های خاک و خاکستر ساقه ذرت انجام پذیرفت. یافته ها: نتایج نشان داد که افزودن خاکستر ساقه ذرت به خاک سبب کاهش شاخص خمیری آن شد. همچنین با افزایش مقدار خاکستر ساقه ذرت، حداکثر تراکم خشک خاک کاهش و مقدار رطوبت بهینه افزایش پیدا نمود. منحنی های پروکتور دو تیمار 10 درصد و 5 درصد از زمان عمل آوری 14 روز تقریباً بر یکدیگر منطبق شده اند و فاصله مشخصی نیز از تیمارهای 15 درصد و 20 درصد پیدا کرده اند که این موضوع نشان می دهد که استفاده از مقادیر بیشتر از 10 درصد خاکستر نتوانسته تأثیری بر مقادیر تراکم خشک و رطوبت بهینه خاک بگذارد. مقاومت فشاری نامحدود خاک با افزودن 5 درصد خاکستر ساقه ذرت به طور قابل ملاحظه ای افزایش پیدا کرد و از آن پس افزودن مقادیر بیشتر خاکستر سبب کاهش مقاومت فشاری خاک گردید. افزایش زمان عمل آوری سبب کاهش شاخص خمیری، افزایش حداکثر تراکم خشک و مقاومت فشاری خاک شد اما در بسیاری از موارد بین زمان عمل آوری 14 و 28 روز تفاوت آماری معنی دار وجود نداشت. نتیجه گیری: به طور کلی نتایج این تحقیق نشان داد که به دلیل خواص پوزولانی خاکستر ساقه ذرت می توان از آن در مقدار بهینه 5 درصد و زمان عمل آوری 14 روز برای بهبود خواص مکانیکی خاک های رسی تورم پذیر در زیرسازی راه های جنگلی استفاده کرد.