ارزیابی پایداری خاکدانه‌ها با استفاده از مدل‌های فرکتالی و روش‌های کلاسیک

الموضوعات :

شیوا محمدیان خراسانی ¹ , مهدی همایی ² , ابراهیم پذیرا ³

1 - دانشجوی دکتری؛ گروه خاکشناسی؛ دانشگاه آزاد اسلامی؛ واحد علوم و تحقیقات؛ تهران؛ ایران
2 - استاد؛ گروه خاکشناسی؛ دانشگاه تربیت مدرس؛ تهران؛ ایران
3 - استاد؛ گروه خاکشناسی؛ دانشگاه آزاد اسلامی؛ واحد علوم و تحقیقات؛ تهران؛ ایران

تاريخ الإرسال : 22 الأحد , صفر, 1436 تاريخ التأكيد : 13 الأحد , شعبان, 1436 تاريخ الإصدار : 04 الأحد , رمضان, 1436

الکلمات المفتاحية: پایداری خاکدانه‌ها, ساختمان خاک, مدل‌های فرکتالی, هندسة فرکتالی,

ملخص المقالة :

ساختمان خاک، شاخصی مهم برای مدیریت بهینۀ منابع خاک و آب می باشد. زیرا به گونه ای مستقیم، بر بسیاری از ویژگی های فیزیکی خاک همچون مقدار آب، هدایت آبی، گرما، تهویه ، جرم ویژۀ ظاهری و تخلخل خاک اثر می گذارد. لیکن به دلیل پیچیدگی ساختمان خاک، توصیف کمّی آن دشوار می باشد. یکی از روش های نوین برای توضیح کمّی ساختمان خاک، استفاده از مفهوم هندسۀ فرکتالی است. در این روش، با تعیین بُعد فرکتالی خاکدانه ها می توان وضعیت پایداری آنها را در مقیاس های مختلف به صورت کمّی بررسی کرد. هدف از این پژوهش، کمّی سازی ساختمان خاک با استفاده از شاخص های کلاسیک و مقایسۀ آن با بُعد فرکتالی به دست آمده برای خاکدانه های خاک در یک پهنۀ گسترده بود. بدین‌منظور، تعداد 41 نمونه خاک دست نخورده از یک منطقۀ زراعی برداشت و فراوانی نسبی اندازۀ خاکدانه ها، جرم ویژۀ ظاهری و فراوانی نسبی اندازۀ ذرات خاک اندازه گیری شد. سپس میانگین وزنی و میانگین هندسی اندازۀ خاکدانه ها در دو حالت تر و خشک با استفاده از روش سری الک ها اندازه گیری شد. آنگاه برای همان نمونه ها، بُعدهای فرکتالی Mandelbrot، Tyler-Wheatcraftو Rieu-Sposito برای هر دو حالت خشک و تر تعیین شد. نتایج نشان داد که بُعدهای فرکتالی مدل تعداد اندازۀ مندل برات در سری الک خشک و مدل تعداد اندازۀ ریو - اسپوزیتو در سری الک تر با دو شاخص تجربی قطر خاکدانه ها بیشترین همبستگی را دارند.