
تعداد نشریات | 44 |
تعداد شمارهها | 1,341 |
تعداد مقالات | 16,474 |
تعداد مشاهده مقاله | 53,510,996 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 16,028,098 |
شبیهسازی خاک کشاورزی طی آزمون نشست صفحهای توسط معیار تسلیم دراکر پراگر با استفاده از روش اجزاء محدود | ||
نشریه مکانیزاسیون کشاورزی | ||
دوره 6، شماره 3، مهر 1400، صفحه 13-21 اصل مقاله (981.69 K) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22034/jam.2021.13892 | ||
نویسندگان | ||
مجتبی جابری معز* ؛ دنیا اکبری؛ مریم بیگلری | ||
گروه مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران | ||
چکیده | ||
افزایش تراکم خاک یکی از تهدیدات اصلی برای تخریب ساختمان خاک است که حتی ممکن است منجر به تجزیه خاک نیز شود. بهمنظور جلوگیری از پدیده افزایش تراکم خاک، دانستن ویژگیهای مکانیکی خاک در تعیین حدود تنش مجاز حائز اهمیت است. تنش پیشتراکمی، به عنوان حداکثر تنشی که خاک میتواند تحمل کند بدون اینکه فشردگی آن افزایش یابد، یکی از مهمترین مشخصات مکانیکی خاک است. آزمون نشست صفحهای، روشی مناسب برای تعیین تنش پیش تراکمی خاکاست. در این تحقیق، آزمون تجربی نشست صفحهای، روی یک نمونه خاک زراعی (شنی رسی لومی) در سطح محتوای رطوبتیd.b. 15% با چگالیkg. m-31500 انجام شد و خواص مکانیکی خاک تعیین شدند. سپس آزمون نشست صفحهای به روش اجزاءمحدود بهصورت دوبعدی و متقارن توسط مدل دراکر-پراگر در نرمافزار آباکوس شبیهسازی و تنش پیشتراکمی با این روش پیشبینی شد. همچنین توزیع تنش و جابجایی در لایههای خاک در عمق تجزیهوتحلیل شدند. نتایج نشان داد که مدل دراکر-پراگر با ضریب تبیین 99% مطابقت خوبی با دادههای بهدستآمده از آزمایش تجربی داشت. بررسی توزیع تنش فشاری و جابجایی در لایههای مختلف در عمق خاک نشان داد که مقدار تنش و جابجایی در لایههای نزدیک به سطح بارگذاری بیشتر و با حرکت به سمت لایههای پایینتر مقدار تنش و جابجایی کاهش یافت. | ||
کلیدواژهها | ||
تراکم خاک؛ تنش پیشتراکمی؛ توزیع تنش؛ مدل دراکرپراگر؛ نشست صفحهای | ||
مراجع | ||
Alexandrou, A., and Earl, R. 1995. In situ determination of the pre-compaction stress of a soil. Journal of Agricultural Engineering Research, 61(1): 67-71. Alexandrou, A., and Earl, R. 2001. Deformation processes below a plate sinkage test on sandy loam soil: theoretical approach. Journal of Terramechanics, 38(1):163-183. Bolton, M. D. 1986. The strength and dilatancy of sands. Geotechnique, 36(1); 65-78. Cueto, O. G., Coronel, C. E. I., Morfa, C. A. R., Sosa, G. U., Gómez, L. H. H., Calderón, G. U., and Suárez, M. H. 2013. Three dimensional finite element model of soil compaction caused by agricultural tire traffic. Computers and electronics in agriculture, 99: 146-152. Earl, R. 1997. Assessment of the behaviour of field soils during compression. Journal of agricultural engineering research, 68(2): 147-157. Hemmat, A., Nankali, N., and Aghilinategh, N. 2012. Simulating stress–sinkage under a plate sinkage test using a viscoelastic 2D axisymmetric finite element soil model. Soil and Tillage Research, 118: 107-116. Jaberimoez, m., and jafari, a., and keyhani, a., and shorafa, m. 2017. Effect of freezing and thawing process on soil compaction. Journal of Agricultural Mechanization 4.1. Jimenez, K. J., Rolim, M. M., Gomes, I. F., de Lima, R. P., Berrío, L. L. A., and Ortiz, P. F. 2021. Numerical analysis applied to the study of soil stress and compaction due to mechanised sugarcane harvest. Soil and Tillage Research, 206: 104847. Keller, T. 2005. A model for the prediction of the contact area and the distribution of vertical stress below agricultural tyres from readily available tyre parameters. Biosystems engineering, 92(1): 85-96. Keller, T., and Arvidsson, J. 2006. Prevention of traffic-induced subsoil compaction in Sweden: Experiences from wheeling experiments: (Vermeidung von Unterbodenverdichtungen durch Landwirtschaftsmaschinen in Schweden: Erfahrungen aus Befahrungsversuchen). Archives of Agronomy and Soil Science, 52(02): 207-222. Keller, T., and Arvidsson, J. 2004. Soil precompression stress: I. A survey of Swedish arable soils. Soil and Tillage Research, 77(1): 85-95. Keller, T., Berli, M., Ruiz, S., Lamandé, M., Arvidsson, J., Schjønning, P., & Selvadurai, A. P. (2014). Transmission of vertical soil stress under agricultural tyres: Comparing measurements with simulations. Soil and Tillage Research, 140: 106-117. Tekeste, M. Z., Tollner, E. W., Raper, R. L., Way, T. R., and Johnson, C. E. 2009. Non-linear finite element analysis of cone penetration in layered sandy loam soil–Considering precompression stress state. Journal of Terramechanics, 46(5): 229-239. Khandani, j. 2000. Comparison of elastic analysis and stal acetoplastic analysis of soil stress distribution and its effect on estimation of consolidation meeting" M.Sc. thesis of Civil Engineer, Faculty of Engineering, Shaheed Chamran University of Ahvaz. (In Persian). Farhadi, P., Mohsenimanesh, A., and Alimardani, R. 2013. Evaluation of soil-tire interaction on a soil bin. Agricultural Engineering International: CIGR Journal, 15(1): 37-42. Naderi-Boldaji, M., Hajian, A., Ghanbarian, D., and Bahrami, M. 2018. Finite element simulation of plate sinkage, confined and semi-confined compression tests: A comparison of the response to yield stress. Soil and Tillage Research, 179: 63-70. Peixoto, D. S., Silva, B. M., de Oliveira, G. C., Moreira, S. G., da Silva, F., and Curi, N. 2019. A soil compaction diagnosis method for occasional tillage recommendation under continuous no tillage system in Brazil. Soil and Tillage Research, 194: 104307. Rashidi, M., and Khabbaz, B. G. 2011, September. Finite element modeling of soil sinkage by multiple loadings. In Proceedings of the CIGR 2011 International Symposium on Sustainable Bioproduction-Water, Energy, and Food (WEF 2011). University of Southern Queensland. Sarbazvatan, s. (2013). Measurement of soil compaction under tractor titration using finite element method, M.Sc. thesis on Mechanical Engineering of Agricultural Machinery, Faculty of Agricultural Technology and Natural Resources, Mohaqiq Ardebili University.(In Persian). Senatore, C., and Iagnemma, K. 2014. Analysis of stress distributions under lightweight wheeled vehicles. Journal of Terramechanics, 51: 1-17. Shahgholi, G., Chiyaneh, H. G., and Gundoshmian, T. M. 2018. Modeling of soil compaction beneath the tractor tire using multilayer perceptron neural networks. Journal of Agricultural Machinery, 8(1): 105-118. Soehne, W., 1953 Distribution of pressure in the soil and soil deformation under tractor tires. Grundl. Landtech 5: 49-59. Sivarajan, S., et al. 2018. Impact of soil compaction due to wheel traffic on corn and soybean growth, development and yield. Soil and Tillage Research, 175: 234-243. Susila, E., and Hryciw, R. D. 2003. Large displacement FEM modelling of the cone penetration test (CPT) in normally consolidated sand. International Journal for Numerical and Analytical methods in geomechanics, 27(7): 585-602. Ucgul M, Saunders C, Fielke JM. Comparison of the discrete element and finite element methods to model the interaction of soil and tool cutting edge. Biosystems Engineering. 2018 May. 1; 169:199-208. Ucgul, M., & Saunders, C. 2020. Simulation of tillage forces and furrow profile during soil-mouldboard plough interaction using discrete element modelling. Biosystems Engineering, 190, pp.58-70. Youssef, A.-F. A,. and G. A. Ali 1982. Determination of soil parameters using plate test. Journal of terramechanics, 19(2): 129-147. Zhu, X.H., and Jia, Y.J. 2014. 3D Mechanical modeling of soil orthogonal cutting under a single reamer cutterbased on Drucker–Prager criterion. Tunnelling and Underground Space Technology, 41, pp.255-262. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 380 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 364 |