Measuring Soil Compaction Under The Tractor's Tire By Using Strain Gauge Transducers

Abouali, Mohamadreza and Shahgholi, Gholamhossein and Abbaspour - Gilandeh, Yousef (2011) Measuring Soil Compaction Under The Tractor's Tire By Using Strain Gauge Transducers. Other thesis, University of Mohaghegh Ardabili.

[img] Text
mohamadreza abouali.pdf

Download (1MB)
Official URL: http://uma.ac.ir/

Abstract

Soil compaction is a new challenging problem for agriculture all over the world. It can happen naturally or by machine trafficking. To decrease the time of agricultural operations large agricultural implements were developed and for drawing them large tractors should be utilized. Hence, using such a large tool creates massive pressure on the soil of tyre underside. Soil compaction is the index which indicates the physical and structural damage of soil that is defined as increase of bulk density or decrease of porosity. In presence of the precise instruments measurement of the soil compaction andit’s evaluating, traditional methods and the usage of the sampler cylinders are replaced by strain gauge and other precise tools. The experiments were carried out in the field and laboratory conditions. The laboratory experiments were conducted using soil sinkage test device. A pressure plate with dimension of 30×30cm was used to press the soil and a loadcell with the capacity of 500kg and a data logger model DT800 was used for data acquisition. The experiments were carried out in three moisture content levels of 10, 15 and 20 percent, three loading speed levels of 1.6, 2,2 and 2.8mm/s, two depth levels of 10 and 20cm and two loading levels. To carry out the field experiments a tractor MF285 which was equipped with a three-tilt moldboard plough was used. Three strain gauge were located in the dogged profile with dimension of 1×1 meter and depth of 70cm. Experiments were carried out in threemoisture levels of 11, 16 and 22 percent, three velocity levels of 1, 3 and 5km/hr and three depth levels of 20, 30 and 40cm. All tests were arranged as randomized complete design with 3 replications and resulted data were analyzed by using F test. Laboratory results showed that 4 main factors were significant in the variation of soil density. The mutual binary effects of moisture on depth, moisture on number of loading, speed on depth and speed on number of loading were significant in the possibility level of 1% and mutual effect of depth on number of loading was significant in the possibility level of 5%. Meanwhile, the mutual effect of moisture and speed was not significant on the density variation. Among the triplet mutual effects, only the effect of moisture on speed on depth was significant in the level of possibility 5% and other triplet effects were not significant. The mutual effect of foursome wasn't significant too. Field experiments showed three main factors; in the possibility of 1% were significant on the bulk density. Among the mutual binary effects, the mutual of moisture on depth with possibility of 1% and mutual binary effect of moisture on velocity and depth on velocity with the5% possibility were significant. Mutual triplet effect of moisture on velocity on depth with the possibility level of 5% was significant. Soil behavior in three main direction of coordination axis with regarding to the strain gauge data showed that the soil compacted in the vertical direction and expanded in the lateral direction, however in the longitudinal direction the soil compacted initially, then expanded and then recompressed. The data obtained from comparison the measuring of density by sensors and sampler cylinders showed that there wasn't a significant difference between these two measurement methods.

Item Type: Thesis (Other)
Persian Title: اندازه¬گیری تراکم خاک زیر تایر تراکتور با استفاده از مبدل¬های کرنش¬سنج
Persian Abstract: فشردگی خاک یک چالش جدید برای کشاورزی در سراسر دنیا می¬باشد. فشردگی می¬تواند به طور طبیعی یا در اثر تردد ماشین¬آلات اتفاق بیفتد. برای کاهش مدت زمان فعالیت ماشین، ابزارآلات کشاورزی بزرگ¬تری توسعه یافتند و برای کشیدن آن¬ها تراکتور¬های بزرگتری لازم است. از اینرو، استفاده از چنین ابزار بزرگی باعث ایجاد فشار زیادی از طرف تایر بر روی خاک می¬شود. فشردگی خاک شاخصی برای نشان دادن تخریب ساختار فیزیکی خاک می¬باشد که به صورت افزایش در چگالی توده¬ای یا کاهش تخلخل تعریف می¬شود. با پیشرفت فناوری ابزار دقیق، امکان اندازه¬گیری تراکم خاک و بررسی رفتار خاک تحت فشار تایر تراکتور به این روش متداول شده است، طوری¬که از حالت سنتی و استفاده از استوانه¬های نمونه¬برداری، به استفاده از کرنش¬سنج¬ها و دیگر ابزار مورد نظر انتقال یافته است. برای انجام این تحقیق از حسگرهایی با حداکثر جابجایی 5 سانتی¬متر استفاده شد. آزمایشات تحت دو شرایط کارگاهی و مزرعه¬ای انجام شد. آزمایشات کارگاهی به کمک دستگاه فشار نشست خاک واقع در کارگاه ماشین¬های کشاورزی دانشگاه محقق اردبیلی انجام شد. جهت اعمال فشار بر روی خاک از یک صفحه¬ی فشار دهنده به ابعاد 30×30 سانتی¬متر استفاده شد و برای داده¬برداری از لودسلی با ظرفیت 1000 کیلوگرم و دیتالاگر مدل DT800 استفاده شد. آزمایشات تحت سه سطح رطوبت 10، 15 و 20 درصد، سه سطح سرعت بارگذاری 6/1، 2/2 و 8/2 میلی¬متر بر ثانیه، دو سطح عمق 10 و 20 سانتی¬متر و دو سطح بارگذاری انجام شد. برای انجام آزمایشات مزرعه¬ای از تراکتور MF285 که به یک گاوآهن برگردان¬دار سه خیش مجهز شده بود، استفاده شد. سه حسگر جابجایی¬سنج در پروفیل حفر شده به ابعاد سطح مقطع 1×1 متر و عمق 70 سانتی¬متر قرار گرفتند. آزمایشات در سه سطح رطوبت 11، 16 و 22 درصد، سه سطح سرعت پیشروی 1، 3 و 5 کیلومتر بر ساعت و سه سطح عمق 20، 30 و 40 سانتی¬متر انجام شد. نتایج حاصل از داده¬های آزمایشات کارگاهی نشان داد که چهار عامل اصلی به طور قابل ملاحظه¬ای تأثیر معنی¬داری در تغییرات چگالی خاک داشتند. اثرات متقابل دوتایی رطوبت در عمق، رطوبت در تعداد بارگذاری، سرعت در عمق و سرعت در تعداد بارگذاری، در سطح احتمال 1% معنی¬دار شدند و اثر متقابل عمق در تعداد بارگذاری در سطح احتمال 5% معنی¬دار شد. ضمن اینکه اثر متقابل رطوبت در سرعت تأثیر معنی¬داری در تغییرات چگالی نداشت. در میان اثرات متقابل سه¬تایی تنها اثر رطوبت در سرعت در عمق در سطح احتمال 5% معنی¬دار شد و اثرات سه¬تایی دیگر معنی¬دار نبودند. همچنین اثر متقابل چهار عامل ذکر شده نیز بی¬معنی¬ بود. نتایج حاصل از داده¬های آزمایشات مزرعه¬ای نیز نشان داد که سه عامل اصلی در سطح احتمال 1% تأثیر معنی¬داری بر روی داده¬های چگالی به دست آمده دارند. در بین اثرات متقابل دوتایی، اثر متقابل رطوبت در عمق در سطح احتمال 1% و اثر متقابل رطوبت در سرعت و عمق در سرعت در سطح احتمال 5% معنی¬دار شد. همچنین اثر متقابل سه¬تایی رطوبت در سرعت در عمق نیز در سطح احتمال 5% معنی¬دار شد. نتایج حاصل از بررسی رفتار خاک در سه جهت اصلی محورهای مختصات با توجه به داده های حسگرهای جابجایی¬سنج نشان داد که خاک در جهت عمودی همواره متراکم و در جهت جانبی همواره منبسط شد، اما در جهت طولی خاک ابتدا متراکم، سپس منبسط و مجددا متراکم شد. داده¬های حاصل از مقایسه¬ی اندازه¬گیری چگالی توسط حسگرها و استوانه¬های نمونه¬برداری نیز نشان داد که اختلاف معنی¬داری بین این دو روش اندازه¬گیری چگالی وجود نداشت.
Supervisor:
SupervisorE-mail
Shahgholi, GholamhosseinUNSPECIFIED
Advisor:
AdvisorE-mail
Abbaspour - Gilandeh, YousefUNSPECIFIED
Subjects: Faculty of Engineering > Department of Mechanical Engineering
Divisions > Faculty of Engineering > Department of Mechanical Engineering
Divisions: Subjects > Faculty of Engineering > Department of Mechanical Engineering
Faculty of Engineering > Department of Mechanical Engineering
Date Deposited: 13 Jul 2019 08:32
Last Modified: 13 Jul 2019 08:32
URI: http://repository.uma.ac.ir/id/eprint/7836

Actions (login required)

View Item View Item