شبیه سازی عددی منحنی نگهداشت خاک آب (SWRC) برای خاک های ماسه ای با روش اجزای مجزا

قسمت عمده ای از خاک های دنیا، در حالت نیمه اشباع یا غیراشباع قرار دارند. در تعیین رفتار هیدرومکانیکال این خاک ها، منحنینگهداشت خاک- آب کاربرد بسیار زیادی دارد. این منحنی نشان میدهد که در هر مکش بافتی دلخواه، درجه اشباع نمونه چقدر می باشد و یا به عبارت دیگر در هر درجه اشباع خاک می توان از روی منحنی مذکور مقدار مکش بافتی موجود در خاک را تعیین نمود. تعیین ومشخص کردن منحنی نگهداشت خاک- آب با آزمایش های آزمایشگاهی علاوه بر هزینه بر بودن آن، معمولا کار زمان بر و دشواری است. به همین دلیل با پیشرفت علم و ظهور رایانه های قدرتمند جهت انجام محاسبات پیچیده، محققین مختلف به سمت مدلسازی های عددیبه منظور پیش بینی منحنی نگهداشت خاک- آب گرایش پیدا کردند. در اکثر تحقیقات انجام گرفته جهت سادگی محاسبات، شکل ذرات را به صورت یک کره فرض می کنند. به دلیل پیچیدگی مدل سازی عددی و عدم وجود روابط حاکم بر پل آب ایجاد شده بین دو ذره باقطر متفاوت، تعیین منحنی نگهداشت خاک آب برای یک نمونه خاک واقعی که دارای ذرات با قطرهای مختلف می باشد کمتر مورد توجه محققین قرار گرفته است. در مقاله حاضر ابتدا حل تحلیلی بر روی روابط حاکم بر پل آب ایجاد شده بین دو ذره با قطر متفاوتانجام و معادلات مربوط به مکش بافتی و حجم پل آب تعیین شده است. پس از آن با استفاده از یک روش حل عددی مبتنی بر الگوریتمروش اجزا مجزا، منحنی نگهداشت خاک- آب برای نمونه های خاک واقعی تعیین می شود. نتایج بدست آمده نشان داد که با افزایش بخش درشت دانه منحنی دانه بندی یک خاک، مکش بافتی ایجاد شده در نمونه کمتر خواهد شد.

Keywords:

خاک غیراشباع , منحنی نگهداشت خاک- آب , روش اجزا مجز ا , منحنی د انه بندی , تنش مکشی