Бұзылған және бұзылмаған топырақ сынамаларын алу дегеніміз не?

Топырақ сынамаларын алу ауыл шаруашылығында, геотехникалық инженерияда және қоршаған ортаны басқаруда маңызды процесс болып табылады, себебі ол шешім қабылдау үшін қажетті топырақтың жағдайы мен сапасы туралы негізгі деректерді береді. Ол фермерлерге қоректік заттардың деңгейі туралы ақпарат береді, инженерлерге тұрақты іргетастарды жобалауға көмектеседі және ғалымдарға ластануды бақылауға мүмкіндік береді.

Іс жүзінде кең аумақтардан сынамалар алынады: мысалы, Қытайдың жақында жүргізілген ұлттық топырақ зерттеуі шамамен 730 миллион гектарды қамтыды және 3,11 миллионнан астам топырақ үлгілерін жинады. Бұл жаһандық топырақ мониторингі жұмыстарының ауқымын көрсетеді. Шын мәнінде, жаһандық топырақты сынау жабдықтары нарығы 2023 жылы шамамен $5,52 миллиард долларға бағаланды және 2030 жылға дейін жылына шамамен 10,4% өседі деп күтілуде.

Дегенмен, барлық топырақ үлгілері бірдей жиналмайды. Қолданылатын әдіс топырақтың табиғи құрылымын сақтай алады (және тыныш үлгі) немесе оны араластырыңыз (a мазасызданған үлгі), және бұл таңдау үлгіде қандай сынақтар жүргізуге болатынына айтарлықтай әсер етеді.

Бұзылған топырақ сынамаларын алу

Дүние жүзіндегі топырақты зерттеу жұмыстары бұзылған үлгілерге қатты тәуелді, себебі олар арзан және тез алынады. Ауыл шаруашылығындағы зерттеулерге сәйкес, Солтүстік Америка мен Еуропадағы 80%-ден астам ауылшаруашылық топырағын сынау бұзылған құрама үлгілерге негізделген, ал құрылыста бұзылған бөлінген қасық үлгілері 90%-ден астам геотехникалық учаскелерді зерттеудің бөлігі болып табылады. Бұл кеңінен қолданылуы олардың ірі жобалардағы практикалық тиімділігін көрсетеді.

A бұзылған топырақ үлгісі жинау кезінде топырақтың бастапқы құрылымы немесе ылғал режимі өзгерген жағдай. Басқаша айтқанда, қабаттар құлаған немесе араласқан болуы мүмкін, ал бөлшектер енді өздерінің орналасқан жерінде болмайды. Бұл типтегі үлгі тек топырақтың негізгі құрамы қажет болған кезде қабылданады.

Мысалы, бұзылған үлгілер химиялық талдаулар (қоректік заттар, рН, ластаушы заттар) және жіктеу сынақтары (түйіршіктердің таралуы, Аттерберг шектері) үшін қолданылады. Араласқаннан кейін, үлгі құрылымдық бөлшектері жоғалғанның өзінде, осы қасиеттер бойынша дәл нәтижелер береді.

Жалпы бұзылған үлгі алу әдістері қол шнектерін, шелек шнектерін, күректерді және бөлінген қасық үлгілерін қамтиды. Бұл әдістер қарапайым, арзан және жылдам. Мысалы, қол немесе электр шнегі (бұрандалы бұрғы) жерге бұралып, топырақ шламдары мезгіл-мезгіл көтеріліп отырады.

Топырақты (көбінесе таяз тереңдіктен) талдау үшін контейнерге жинауға болады. Шнекпен бұрғылау әдетте таяз зерттеулерде (~20 фут тереңдікке дейін) бұзылған үлгілер үшін қолданылады. Шнектен алынған кесінділер көбінесе көлемді үлгіні қалыптастыру үшін араластырылады. Бұл қабаттау туралы егжей-тегжейлі ақпарат қажет болмаған кезде қоректік заттарды сынау немесе топырақтың негізгі жіктелуі үшін материал жинаудың жылдам тәсілі.

Тағы бір өте кең таралған бұзылу әдісі - бөлінген қасықтан жасалған үлгі алу құралы (Стандартты ену сынағында, SPT-де қолданылады). Бөлінетін қасық - бұл балғамен қайталанатын соққылармен жерге қағылған қуыс болат құбыр. Әрбір 6 дюймдік қозғалыстан кейін соққылар саны (“N-мәні”) топырақтың тығыздығының көрсеткіші ретінде жазылады. Сынама алынған кезде, ішіндегі топырақтың өзегі алынып, зерттеу үшін ашылады.

Алынған үлгі мазасызданған (ол балғамен соғылып, шұңқырдан шығарылды), бірақ ол дән мөлшері, ылғалдылығы және консистенциясы туралы жақсы сапалы ақпарат береді. Бөлінген қасық үлгілері құрылыс алаңдарында және қоршаған ортаны бағалауда кеңінен қолданылады, себебі олар бұзылған топырақ үлгісін де, in situation тығыздық индексін де (соққы саны) береді.

Қасықпен бөлу (SPT) сынама алу кезінде бұзылған өзекті жинау және кедергіні өлшеу үшін топыраққа балғамен бекітілген қуыс түтік қолданылады. Ол топырақты жіктеу және тығыздықты сынау үшін геотехникалық және экологиялық далалық зерттеулерде кеңінен қолданылады.

Ауыл шаруашылығында және ластануды зерттеуде де бұзылған сынама алу стандартты болып табылады. Фермерлер әдетте егістіктің әртүрлі бөліктерінен көптеген ұсақ өзектерді (топырақ зондын немесе шнекті пайдаланып) жинап, оларды араластырады. құрама үлгі зертханалық талдау үшін. Мысалы, бір нұсқаулықта 4-5 гектар егістікке 15-20 топырақ өзегін алып, оларды бір аралас үлгіге біріктіру ұсынылады.

Содан кейін сол үлгі ұрықтандыруды бағыттау үшін рН және қоректік заттар деңгейіне тексеріледі. Сол сияқты, ластаушы заттарды тексеру кезінде зертханалық талдау аумақты көрсету үшін учаске бойынша бірнеше өзек құрастырылуы мүмкін. Үлгілер аралас болғандықтан, дәл қабаттасу немесе құрылым бұл сынақтар үшін маңызды емес.

Негізгі артықшылықтары Бұзылған сынама алудың ең жақсы түрлерінің бірі - құны, жылдамдығы және қарапайымдылығы. Аз жабдық қажет және көптеген сынамаларды тез алуға болады. Бұл оны кең көлемді зерттеулер мен алдын ала скринингтер үшін өте қолайлы етеді. шектеулер мұндай үлгілерден in situ тығыздығы, беріктігі немесе тығыздалуы туралы ешқандай ақпарат алу мүмкін емес.

Ығысу беріктігін немесе шөгуін өлшеу үшін бұзылған үлгіні пайдалана алмайсыз. Қысқасы, химиялық немесе жіктеу деректері қажет болған кезде бұзылған үлгі алу ең жақсы, бірақ ол топырақтың табиғи механикалық немесе гидравликалық мінез-құлқын сынауды қолдай алмайды.

Бұзылмаған топырақ сынамаларын алу

Қауіпсіз инфрақұрылымға жаһандық ұмтылыспен бірге ірі құрылыс жобаларында бұзылмаған топырақ сынамаларын алу стандартқа айналды. Мысалы, 2022 жылы Азия-Тынық мұхиты аймағындағы 65%-ден астам инфрақұрылымдық жобалар жерді зерттеудің бөлігі ретінде бұзылмаған Shelby түтікшесінен немесе поршеньнен сынама алуды қамтыды. Дәл геотехникалық деректерге деген сұраныс озық сынама алушылардың өсуіне де ықпал етуде, ал жоғары дәлдіктегі топырақты өзекшелеу құралдары нарығы 2030 жылға дейін жыл сайын 8%-ден астамға өседі деп күтілуде.

Ан бұзылмаған топырақ үлгісі топырақтың бастапқы матасы, стратификациясы және ылғалдылығы сақталуы үшін минималды өзгеріспен алынады. Бұл арнайы әдістер мен құралдарды қамтиды. Топырақтың құрылымына тәуелді қасиеттерді (мысалы, ығысу беріктігі, сығылу қабілеті, гидравликалық өткізгіштік) өлшеу кезінде бұзылмаған үлгілер қажет. Үлгіні негізінен “жердегідей” сақтау арқылы зертханалық сынақтар нақты далалық жағдайларды көрсетеді.

Оның кедергісіз іріктеу үшін ең көп таралған құрал бұл жұқа қабырғалы Shelby түтігі (итергіш түтік немесе Acker түтігі деп те аталады). Shelby түтігі - диаметрі әдетте 2-3 дюйм және ұзындығы 24-30 дюйм болатын, бір өткір ұшы бар болат цилиндр. Ол өзекті ұстап алу үшін топыраққа (көбінесе гидравликалық түрде) итеріледі.

Қабырғасы жұқа болғандықтан, кесу жиегі топырақ цилиндрін минималды кедергімен кесіп тастайды. Тесілгеннен кейін түтік мұқият алынады; ішіндегі топырақ өзегі негізінен бүтін күйінде шығады. Содан кейін ылғал мен құрылымды сақтау үшін түтік тығыздалады (қақпақпен немесе балауызбен). Алынған өзекті зертханаға тексеру үшін тасымалдауға болады.

Жұқа қабырғалы Shelby түтіктері зертханалық зерттеулер үшін бұзылмаған топырақ өзектерін алу үшін саз немесе тұнба қабаттарына итеріледі. Әрбір өзек табиғи ылғалдылығы мен құрылымын сақтау үшін алынғаннан кейін бірден тығыздалады.

Басқа кедергісіз әдістерге мыналар жатады поршеньді үлгілер және блоктық үлгілеу. Поршеньді сынама алу құрылғысы сору мен бұзылудың алдын алу үшін ішінде поршеньі бар түтікті топыраққа енгізу арқылы жұмыс істейді. Блоктық сынама алу толық бүтін блок алу үшін топырақтың үлкен текшесін кесуді қамтиды (қиындыққа байланысты сирек қолданылады). Осы әдістердің барлығының мақсаты - бұзылуды азайту: сынама алу құрылғысы топырақ тінін бұзуы мүмкін соққылар мен дірілден аулақ болып, бірқалыпты және таза қозғалады.

Бұзылмаған үлгілер бұзылуға төтеп бере алмайтын зертханалық сынақтар үшін қолданылады. Жалпы сынақтарға үш осьті ығысу сынақтары (беріктік үшін), одометрлік консолидация сынақтары (шөгу үшін) және тұрақты қысым немесе төмендеу қысымы өткізгіштігі сынақтары (ағын үшін) жатады. Мысалы, Shelby түтігіндегі саз балшық үлгісі оның қалай сығылатынын көру үшін бақыланатын кернеу астында тексеріледі, бұл іргетастың шөгуін болжау үшін өте маңызды.

Оның артықшылықтары бұзылмаған сынама алудың негізгі көрсеткіштері инженерлік қасиеттердің дәлдігі мен толықтығы болып табылады. Бүтін үлгі топырақтың табиғи күйінде қалай әрекет ететіні туралы сенімді деректер береді. шектеулер бұл қымбат, күрделі және кейде практикалық емес. Бұрғылау қондырғылары мен білікті операторлар қажет.

Процесс баяу жүреді және үлгі үгіліп кетсе, оны жоғалту қаупі бар. Тіпті бұзылмаған деп аталатын үлгілер де дұрыс жиналмаса, біраз бұзылуларға әкелуі мүмкін; сондықтан мұқият әдістер мен стандарттар өте маңызды.

Бұзылған және бұзылмаған топырақ үлгілерін алудағы дәл ауыл шаруашылығының рөлі

Дәлме-дәл ауыл шаруашылығы (ДА) топырақ деректерін жинау және пайдалану тәсілімізді түбегейлі өзгертіп, бұрын-соңды болмаған тиімділік пен түсінік алу үшін бұзылған және бұзылмаған сынама алу әдістерін оңтайландыруда. Жетілдірілген сенсорларды, деректерді талдауды және мақсатты сынама алу стратегияларын біріктіру арқылы ДА құны, масштабы және дәлдігі арасындағы дәстүрлі ымыраға келуді шешеді.

Бұзылған іріктеу: жылдамдық, масштаб және автоматтандыру

1. Мақсатты торлар/аймақтар: PA басқару аймақтарын құру үшін спутниктік суреттерді, өнімділік карталарын және топырақтың электромагниттік сенсорларын пайдаланады. Біркелкі торлардың орнына (мысалы, 1 акрға 1 үлгі) сынама алу тығыздығы төмендейді. 50-70% дәлдікті сақтай отырып немесе жақсарта отырып. Фермерлер тек негізгі аймақтардан сынама алады, бұл уақыт пен зертханалық шығындарды үнемдейді.

2. Автоматтандыру: Роботталған топырақ зондтары (мысалы, Agrowtek, FarmDroid) алдын ала анықталған нүктелерден бұзылған үлгілерді автоматты түрде жинайды. Бұл еңбек шығындарын азайтады 50% дейін және жоғары жиілікті мониторингті қолмен жүзеге асыруды мүмкін емес етеді.

3. Жол жүру кезіндегі талдау: Тракторларға немесе UTV-лерге орнатылған NIR/PXRF сенсорлары қамтамасыз етеді лезде далалық жағдайда рН, органикалық заттар (ОМ) және негізгі қоректік заттар (K, P) үшін бұзылған топырақ талдауы, бұл нақты уақыт режимінде шешім қабылдауға мүмкіндік береді.

Үзіліссіз сынама алу: дәл орналастыру және өміршеңдік

1. Маңызды аймақтарды анықтау: PA жоғары құнды немесе проблемалық аймақтарды анықтайды (мысалы, өнімділік карталары + пенетрометр деректері арқылы тығыздалу нүктелері, тарихи деректер арқылы ықтимал ластану аймақтары), мұнда бұзылмаған сынама алу құны ақталады. LiDAR немесе жылу камералары бар дрондар бұл нысандарды одан әрі жетілдіреді.

2. Бағытталған экстракция: GPS басқарылатын гидравликалық өзекше қондырғылары Shelby түтіктерін немесе поршеньді сынамаларды маңызды ығысу беріктігі немесе гидравликалық өткізгіштік сынақтары үшін қажет жерде дәл орналастыруды қамтамасыз етеді, бұл үлгідегі деректердің мәнін барынша арттырады.

3. “Мазасыздықты” азайту: Өзекшелеу кезінде сенсорлық кері байланыс сияқты технологиялар (енгізу күшін/дірілді бақылау) күтпеген кедергілерді азайтуға көмектеседі, зертханалық талдау үшін үлгі сапасын жақсартады.

GeoPard көмегімен бұзылған және бұзылмаған топырақ сынамаларын талдау

1. Торға негізделген іріктеу алдын ала деректер жоқ егістіктердегі бұзылған үлгілер үшін пайдалы. Ол жерді тең ұяшықтарға бөледі және топырақтың бүкіл аумақ бойынша жүйелі түрде сынама алуын қамтамасыз етеді. Бұл, әсіресе жаңа егістіктерде, қоректік заттарды талдау үшін берік негіз болып табылады.

2. Аймақтық іріктеу өнімділік карталары, спутниктік суреттер және топырақ карталары сияқты далалық өзгергіштік деректерін пайдаланады. Бұл әдіс әсіресе топырақ құрылымы мен физикалық қасиеттерін репрезентативті аймақтардан сақтау қажет болатын бұзылмаған сынамаларды алу кезінде тиімді. Тек өзгергіштіктің нақты аймақтарына ғана назар аудару арқылы қажетсіз бұзылулардан аулақ болады және топырақтың маңызды айырмашылықтарын көрсетеді.

• Ақылды іріктеу ұсынысы (ұсынылады): Нүктелерді орналастыруды оңтайландыру үшін жасанды интеллект пайдаланады, тығыздықты өзгергіштікке негізделген түрде бейімдейді. Айнымалы аудандарда көбірек нүктелер, біркелкі аудандарда азырақ нүктелер алынады. Бұл әсіресе құнарлылықты картаға түсіру үшін бұзылған топырақтардан сынама алу кезінде өте маңызды.
• Негізгі сызықтық логикаНүктелерді түзу трансекталар бойымен орналастырады, бұл машинаға негізделген сынама алу және табиғи топырақ қабатын көрсететін біркелкі бұзылмаған өзектерді жасау үшін өте қолайлы.
• N/Z логикасы және W логикасыБұл зигзаг немесе алға-артқа өрнектер біркелкі емес немесе созылған аймақтарды жабуды қамтамасыз етеді. Бұл бұзылған және бұзылмаған үлгілер үшін, әсіресе топырақтың ауысуы немесе тығыздалу мәселелерін бақылау қажет болатын алқаптарда пайдалы.

Неліктен GeoPard кедергісіз және кедергісіз іріктеу үшін маңызды?

• Үшін бұзылған үлгілер, GeoPard сынама алудың репрезентативті, жүйелі және үнемді болуын қамтамасыз етеді. Фермерлер айнымалы жылдамдықпен тыңайтқыштарды қолданатын және кіріс шығындарын азайтатын дәл қоректік заттар карталарын алады.
• Үшін бұзылмаған үлгілер, GeoPard мұқият өндіру үшін ең маңызды аймақтарды анықтауға көмектеседі, тығыздаудың, кеуектіліктің және гидравликалық қасиеттердің ең маңызды жерлерде бағалануын қамтамасыз етеді.

Кеңес: Топырақ сынамасын алғаш рет алу үшін GeoPard оны пайдалануды ұсынады Ақылды іріктеу ұсынысы. Жүйе әрбір өрістің бірегей сипаттамаларына автоматты түрде бейімделеді, дәлдік пен тиімділік арасындағы тепе-теңдікті қамтамасыз етеді.

Топырақ сынамасын алу әдісін таңдау

Дүние жүзінде шамамен 70% топырақ сынақтары бұзылған үлгілерге негізделген, бірақ қауіпсіздік немесе құрылымдық тұтастық мәселесі туындаған кезде бұзылмаған әдістер басым болады. Мысалы, АҚШ пен Еуропадағы 80%-ден астам тас жол және көпір жобалары өздерінің геотехникалық келісімшарттарында бұзылмаған сынамаларды алуды көрсетеді. Бұл әдісті таңдау тек техникалық қана емес, сонымен қатар ережелер мен тәуекелдерді басқарумен де байланысты екенін көрсетеді.

Бұзылған және бұзылмаған сынамаларды алу арасындағы шешім жоба мақсаттарына, топырақ түріне және практикалық шектеулерге байланысты. Жалпы алғанда:

1. Іріктеу мақсаты: Егер сізге тек химиялық немесе түйіршік мөлшері туралы ақпарат қажет болса (мысалы, топырақ құнарлылығы немесе негізгі жіктеу), бұзылған үлгі жеткілікті. Егер сізге механикалық немесе гидравликалық қасиеттер (беріктік, сығылу, өткізгіштік) қажет болса, бұзылмаған үлгілерді жинауыңыз керек.

Мысалы, іргетастың жобалауын зерттеу үшін саздың сығымдалуы туралы деректер қажет, сондықтан инженерлер бүтін өзектерді алу үшін Shelby түтіктерін немесе поршеньді сынама алғыштарды пайдаланады. Егер мақсат тек қоректік заттардың мөлшерін өлшеу болса, шнек үлгісін тез алу жеткілікті.

2. Топырақ жағдайлары: Біріктірілген топырақтар (саздар, шөгінділер) көбінесе құрылымын сақтау үшін бұзылмаған сынама алуды қажет етеді. Керісінше, өте борпылдақ құмдардан немесе қиыршық тастардан бүтін сынама алу қиын болуы мүмкін (шұңқыр құлап кетуге бейім). Мұндай жағдайларда инженерлер бөлінген қасық үлгілеріне сүйенуі немесе орнына жергілікті сынақтар жүргізуі мүмкін.

3. Тереңдігі және қолжетімділігі: Терең сынамаларды немесе қатты қабаттарды алу тек ауыр жабдықтармен ғана мүмкін болуы мүмкін. Егер тек таяз сынамалар қажет болса, қол құралдары жеткілікті болуы мүмкін. Керісінше, терең жер асты суларынан бұзылмаған өзекті жинау үшін көбінесе үлкен диаметрлі бұрғылау қажет, бұл шектеулі бюджетпен мүмкін болмауы мүмкін.

4. Құны және уақыты: Бұзылған әдістер дегеніміз арзан және жылдам. Шнек немесе бөлінген қасық қондырғысы көптеген үлгілерді тез жинай алады. Енгізілмеген әдістер қымбат және баяу (жабдық жалдау, жұмыс күші). Бұл жоба қажеттіліктерімен теңгерімді болуы керек. Мысалы, ауқымды тыңайтқыштарды зерттеу жылдамдық үшін тек бұзылған үлгілерді пайдалануы мүмкін, ал жоғары құнды құрылыс жобасы қауіпсіздік үшін бұзылмаған өзекті өңдеуге инвестиция салады.

5. Реттеуші талаптар: Кейде ережелер сынама алу әдісін белгілейді. Мысалы, жер асты суларын бақылау ережелері өткізгіштік сынақтары үшін кедергісіз сынама алуды талап етеді. Іс жүзінде, егер сынақ стандарттары (ASTM, EPA және т.б.) “жұқа қабырғалы түтік үлгісін” талап етсе, онда бұл әдіс қолданылуы керек.

Қысқаша айтқанда, әдісті қызығушылық тудыратын қасиетпен сәйкестендіріңіз: тек құрам маңызды болған кезде бұзылған іріктеуді, ал орнында құрылым маңызды болған кезде бұзылмаған іріктеуді пайдаланыңыз.

Бұзылған және бұзылмаған топырақ үлгілерін алудың қолданылуы

Топырақ сынамасын алудың маңыздылығы салалық сұраныстан көрінеді. Ауыл шаруашылығының топырақ сынамаларын алудың әлемдік нарығы 2023 жылы $2,6 млрд-тан асты, ал геотехникалық сынақтар құрылыс секторының өсуіне айтарлықтай үлес қосты, дамушы елдерде топырақ сынамасын алу қызметтеріне инвестициялар жыл сайын 12%-ден астамға артты. Қоршаған ортаны, әсіресе ластануды тексеру, қатаң ережелерге байланысты айтарлықтай артады деп күтілуде.

1. Ауыл шаруашылығы: Ауыл шаруашылығы үшін топырақ сынамаларын алу әдетте құнарлылыққа (химиялық құрамына) бағытталған және сирек жағдайда топырақ құрылымын сақтауды талап етеді. Агрономдар әдетте егістік бойынша көптеген таяз өзектерді жинайды (көбінесе егістікке 15-30 өзек немесе 4-5 гектар) және оларды құрама үлгіге біріктіреді.

Таза шелек немесе зонд әр нүктеден топырақты (әдетте 0-15 см тереңдіктен) жинайды, ал бұл үлгілер бір контейнерде араластырылады. Бұл қоспа рН, азот, фосфор, калий және т.б. тексеру үшін зертханаға жіберіледі. Композиттік тәсіл шағын көлемді өзгергіштікті орташалайды. Құралдар көбінесе қарапайым зондтар немесе шнек болып табылады және үлгілер табиғи түрде бұзылады, бірақ бұл химиялық сынақтар үшін қолайлы.

Ауыл шаруашылығы топырақ сынамаларын алу кезінде көбінесе егістік бойынша көптеген ұсақ өзектерді алу үшін зондтар немесе шнектерді пайдаланады, содан кейін оларды қоректік заттарды талдау үшін бір құрама үлгіге араластырады.

2. Геотехникалық инженерия: Іргетастарды, үйінділерді және тротуарларды жобалау топырақтың беріктігі мен деформациясын білуді талап етеді. Бұл әдетте бұзылмаған сынамаларды алуды талап етеді (әсіресе ұсақ түйіршікті топырақтарда). Әдеттегі геотехнологиялық зерттеуде бұрғылаушылар бір бұрғылауда бұзылған және бұзылмаған сынамаларды кезектестіріп пайдалана алады.

Мысалы, саз қабатында олар алдымен Аттерберг шектеулері мен түйіршік өлшемі үшін бұзылған үлгіні алу үшін бөлінген қасық сынамасын жүргізуі мүмкін, содан кейін консолидация және ығысу сынақтары үшін бұзылмаған өзекті алу үшін жұқа қабырғалы Шелби түтігін жүргізуі мүмкін. Содан кейін түтік өзектері сығылу және көтеру беріктігі сияқты қасиеттерге тексеріледі, ал қасықтар жіктеу үшін қолданылады.

Құмды топырақтарда инженерлер SPT үлгілеріне көбірек сүйенуі мүмкін (өйткені Shelby түтіктері борпылдақ құмда жақсы жұмыс істемейді) немесе қажет болған жағдайда салыстырмалы түрде бұзылмаған үлгілерді алу үшін вибраторингті қолдануы мүмкін.

3. Қоршаған ортаны зерттеу: Қоршаған ортаны қорғау жобалары көбінесе аралас әдістерді қолданады. Ластануды картаға түсірген кезде, техниктер ластаушы заттардың концентрациясын тексеру үшін көптеген жерлерде бұзылған шнек үлгілерін немесе қолмен бұрғылауды жиі жинайды. Бұл үлгілерді тез алуға және топырақтағы химиялық заттардың концентрациясын анықтауға болады.

Дегенмен, егер зерттеу ластанудың қалай қозғалатынын (мысалы, топырақ арқылы жер асты суларына шайылу) түсінуді қамтыса, өткізгіштікті немесе сорбцияны өлшеу үшін бұзылмаған үлгілер қажет. Іс жүзінде, учаскені зерттеу кезінде негізгі скрининг үшін бұзылған сынамаларды, содан кейін терең гидравликалық немесе механикалық сынау үшін бір немесе бірнеше бұзылмаған өзектерді пайдалануы мүмкін.

Қиындықтар және ең жақсы тәжірибелер

Топырақ сынамасын алудағы қателіктер салаларға айтарлықтай шығын әкеледі. Жақында жүргізілген бағалау сынама алу мен өңдеудің нашарлығына әкелуі мүмкін екенін көрсетті 25% деректерінің дәлсіздігіне дейін, фермерлер үшін қажетсіз тыңайтқыш шығындарына және геотехникалық жобалардағы ықтимал қауіпсіздік тәуекелдеріне әкеледі. Нәтижесінде, озық тәжірибелерді қатаң сақтау басты назарда болды, заманауи зертханалар сапасы бақыланатын бұзылмаған өзектер беріктік сынақтарының сенімділігін арттыратынын хабарлайды. 30%-ден жоғары нашар өңделген үлгілермен салыстырғанда.

Жоғары сапалы топырақ үлгілерін жинау байқаусызда кедергі келтірмеу және үлгіні сақтау үшін мұқият назар аударуды қажет етеді. Тіпті “бұзылмаған” үлгіні шайқау немесе кептіру арқылы бүлдіруге болады. Бұзылуды азайту үшін бұрғылаушылар баяу, тұрақты әдістерді қолданады: мысалы, Шелби түтігін гидравликалық қысыммен тұрақты жылдамдықпен итеру немесе поршеньді пайдаланып үлгі алғышты ақырын алға жылжыту.

Сезімтал топырақтарда діріл мен тез тартылудан аулақ болу керек. Стандартты процедуралар (мысалы, ASTM әдістері) ұсақ бөлшектердің шайылып кетуіне немесе қысымның өзгеруіне жол бермеу үшін үлгілерді баяу толтыруды жиі көрсетеді.

Жиналған соң, үлгіні сақтау өте маңызды. Бұзылмаған өзек ылғалдылығы мен құрылымын сақтау үшін дереу тығыздалуы керек. Түтік өзегінің ұштарын жерден шыққан бойда қақпақтармен және тығыздау (көбінесе металл ұштық қақпақтармен немесе балауызбен) кең таралған тәжірибе болып табылады. Бұл судың булануына және өзектің жарылуына жол бермейді.

Содан кейін тығыздалған үлгі тік күйінде сақталады немесе тиісті түрде тіреледі және зертханаға тасымалданады. Егер бұзылмаған үлгілер қатты қаптамада тік күйінде тасымалданса, олардың бағыты (тік ось) сынақ үшін өзгеріссіз қалады.

Ластануды немесе ылғалдың өзгеруін болдырмау үшін бұзылған үлгілерді (көп көлемді немесе құрама) жинағаннан кейін таза, ауа өткізбейтін пакеттерге немесе контейнерлерге салу керек. Шатастыруларды болдырмау үшін далалық таңбалау (ұңғыма идентификаторы, тереңдігі) және сақтау тізбегінің жазбалары да ең жақсы тәжірибе болып табылады.

Алу өкіл Үлгі тағы бір практикалық мәселе болып табылады. Далалық өзгергіштік үлгі алу қызығушылық тудыратын аймақты қамтуы керек дегенді білдіреді. Ауылшаруашылық үлгі алуда бұл жоғарыда сипатталғандай көптеген кіші үлгілерді біріктіру арқылы шешіледі. Учаскелік зерттеулерде бұрғылаушылар торлы немесе үлгілік үлгі алуды пайдалануы мүмкін: мысалы, ережелерге сәйкес, жер бедерінің негізгі пішіні байқалмауы үшін торда ұңғымалар қажет болуы мүмкін.

Ұңғыма ішінде сынамалар әдетте тұрақты тереңдік аралықтарымен және кез келген көрінетін қабат өзгерісі кезінде алынады. Сапаны бақылау журналдары көбінесе мыналарды ескереді қалпына келтіру үлгінің сенімділігін бағалау үшін әрбір үлгінің (мысалы, егер түтік топырақтың толық ұзындығын алса) пайдаланылуы мүмкін. Кейбір зертханалар тіпті зақымдалмаған өзектерді тасымалдау кезінде олардың бүтін қалмағанын тексеру үшін рентген немесе компьютерлік томография жасайды.

Қорытынды

Қысқаша, мазасызданған және тыныш Топырақ сынамаларын алу әртүрлі мақсаттарға қызмет ететін екі өзара толықтыратын тәсіл болып табылады. Бұзылған сынама алу (шнектерді, қасықтарды немесе қазылған материалды пайдалану) химиялық және жіктеу деректерін алу үшін жылдам және үнемді. Бұзылмаған сынама алу (Шельби түтіктерін, поршеньді сынама алғыштарды және т.б. пайдалану) күрделірек, бірақ механикалық және гидравликалық қасиеттерді дәл өлшеу үшін қажет.

Әдісті таңдау әрқашан жоба мақсаттарына сәйкес келуі керек. Әдеттегі агрономиялық зерттеулерде құнарлылықты анықтау үшін бұзылған, құрама сынамалар алу әрдайым дерлік қолданылады. Ірі құрылыс немесе жер асты сулары жобалары инженерлік сынақтар үшін бұзылмаған өзектерге баса назар аударады. Топырақ деректеріне қажеттілік тек артып келеді. Технологиядағы жетістіктер - мысалы, автоматтандырылған топырақ сынамалары, in situ сенсорлары және дәл ауыл шаруашылығы құралдары - сынама алуды тиімдірек және деректерге бай ете бастады.

Зертханадан үлгілер алынғаннан кейін, нәтижелер файлын салыңыз Өріс деректерін зерттеуші өрістегі қоректік заттардың өзгеруін көру үшін, тікелей браузеріңізде.