fa اندازه‌گیری مقاومت مکانیکی و بررسی پدیده سخت‌شوندگی در برخی از خاک‌های استان همدان عمومی Ggeneral پژوهشي Research پدیده سخت‌شوندگی یکی از نشانه‌های کیفیت فیزیکی ضعیف خاک است. خاک‌های سخت‌شونده، خاک‌هایی هستند که تغییر مقاومت مکانیکی آنها با خشک‌شدن شدید بوده، در هنگام خشک‌شدن، سخت و متراکم شده و خاک‌ورزی آنها دشوار است. خاک‌های سخت‌شونده دارای دشواری‌هایی مانند تهویه ضعیف در شرایط مرطوب، مقاومت مکانیکی زیاد در دامنه رطوبتی خشک، نفوذپذیری اندک و رواناب و فرسایش زیاد می‌باشند. با توجه به این‌که اکثر خاک‌های ایران از نظر ماده آلی فقیرند، انتظار می‌رود که پدیده سخت‌شوندگی در برخی از آنها رخ دهد. این پژوهش بر روی 9 سری خاک از استان همدان با هدف بررسی پدیده سخت‌شوندگی از راه اندازه‌گیری سه نوع مقاومت کششی (ITS)، فشاری غیرمحصور (UCS) و فروروی (PR) در نمونه‌های باز‌ساخته‌شده خاک انجام شد. آزمون‌های ITS، UCS و PR بر روی نمونه‌های ساخته‌شده با چگالی ظاهری (BD) که ضریبی از BD بحرانی برای رشد گیاه (BDcritical9/0) بود، انجام شدند. هم‌چنین ویژگی‌های ذاتی مؤثر بر این پدیده بررسی شد. براساس تعریف پیشنهادی در سمپوزیوم جهانی خاک‌های سخت‌شونده و سله‌دار به اتحادیه بین‌المللی خاک‌شناسی، که مقاومت کششی خاک سخت‌شونده در حالت هوا-خشک باید بزرگ‌تر یا برابر kPa 90 باشد، می‌توان گفت که در BDcritical9/0، تنها یکی از خاک‌های مورد بررسی (با بافت متوسط) سخت‌شونده شد. بنابراین می‌توان نتیجه گرفت که خاک‌های با بافت متوسط بیش‌تر مستعد سخت‌شوندگی هستند. در تمامی خاک‌های مورد بررسی، با افزایش درصد رس، مقدار ITS افزایش یافت. هم‌چنین اثر افزایشی مقدار رس بر UCS و اثر افزایشی مقدار کربنات کلسیم بر PR دیده شد. کربنات کلسیم مانند سیمانی بین ذرات خاک قرار گرفته و باعث گردیده خاک بیش‌تر مستعد سخت‌شوندگی شود. هم‌چنین در تمامی خاک‌های مورد بررسی، روند کاهشی مقادیر مقاومت مکانیکی با افزایش مقدار رطوبت خاک مشاهده گردید. شیب مدل نمایی (b) برازش‌یافته بر منحنی مشخصه مقاومت مکانیکی به‌عنوان شاخص سخت‌شوندگی خاک، رابطه‌ای مثبت با مقدار شن و رابطه‌ای منفی با مقدار سیلت برقرار کرد. درکل می‌توان گفت بافت و مقدار کربنات کلسیم از عوامل مهم و مؤثر بر پدیده سخت‌شوندگی در خاک‌های همدان می‌باشند. Hardsetting phenomenon is an indicator of poor soil physical quality. Hardsetting soils are soils with high rate of mechanical strength increase upon drying and are hardened and/or compacted when dry out. It is difficult to till such soils. Hardsetting soils have additional limitations such as poor aeration at wet conditions, low infiltrability and high runoff and erosion. Most of Iran soils have low organic matter content and it is expected that hardsetting phenomenon occurs in some of these soils. This study was conducted to investigate the hardsetting phenomenon on 9 soil series collected from Hamadan province. Three types of mechanical strength consisting tensile strength (ITS), unconfined compressive strength (UCS), and penetration resistance (PR) were measured on the repacked soil samples prepared in the lab. The ITS, UCS and PR tests were done on the soil cores which had been prepared at bulk density (BD) equal to 90% of critical BD for root growth (0.9BDcritical). The effects of intrinsic properties on the hardsetting phenomenon were studied, too. Based on the suggested definition in “International Symposium on Sealing, Crusting and Hardsetting Soils” to International :::union::: of Soil Science, in which a hardsetting soil has air-dry tensile strength ≥ 90 kPa, one soil (medium-textured) out of the studied soils showed the hardsetting phenomenon at 0.9BDcritical. It might be concluded that medium-textured soils are more susceptible to hardsetting. For all of the studied soils, the ITS increased with the increase in clay content. The increasing impacts of clay and carbonate contents were also observed for the UCS and PR, respectively. Calcium carbonate could act as a cementing agent in between the soil particles and brings about the soil susceptibility to hardsetting. Moreover, the decreasing trend of all soil mechanical strengths was observed with water content increase. Slope (b) of the exponential model (fitted to the soil mechanical strength characteristic curve), as an index of hardsetting, had positive correlation with the sand content and negative correlation with the silt content. Overall, texture and calcium carbonate content are major and effective properties in terms of hardsetting phenomenon in Hamadan soils. کیفیت فیزیکی خاک، پدیده سخت‌شوندگی، مقاومت مکانیکی خاک، چگالی ظاهری بحرانی، مدل نمایی Soil physical quality, Hardsetting phenomenon, Soil mechanical resistance, Critical bulk density, Exponential model 181 194 http://jstnar.iut.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-573-4&slc_lang=fa&sid=1 E. Farahani الهام فراهانی No M.R. Mosaddeghi محمد رضا مصدقی mosaddeghi@cc.iut.ac.ir Yes A.A. Mahboubi علی اکبر محبوبی No