Kas yra disturbed ir undisturbed dirvožemio mėginių ėmimas?

Dirvožemio mėginių ėmimas yra labai svarbus procesas žemės ūkyje, geotechninėje inžinerijoje ir aplinkos tvarkyme, nes jis suteikia pagrindinius duomenis apie dirvožemio būklę ir kokybę, reikalingus sprendimams priimti. Jis informuoja ūkininkus apie maistinių medžiagų lygius, padeda inžinieriams projektuoti stabilius pamatus ir leidžia mokslininkams stebėti užterštumą.

Praktiškai mėginiai imami iš didelių plotų: pavyzdžiui, neseniai Kinijoje atliktas nacionalinis dirvožemio tyrimas apėmė apie 730 milijonų hektarų ir surinko daugiau nei 3,11 mln. dirvožemio mėginių. Tai atspindi pasaulinių dirvožemio stebėjimo pastangų mastą. Iš tiesų, 2023 m. pasaulinė dirvožemio tyrimų įrangos rinka buvo įvertinta apie 1TP, 4T, 5,52 mlrd. hektarų ir tikimasi, kad iki 2030 m. ji augs maždaug 10,41TP, 3T per metus.

Tačiau ne visi dirvožemio mėginiai renkami vienodai. Naudojamas metodas gali išsaugoti natūralią dirvožemio struktūrą (an netrukdomas mėginys) arba sumaišykite jį (a sutrikęs mėginys), ir šis pasirinkimas labai veikia tai, kokius tyrimus galima atlikti su mėginiu.

Sutrikdyto dirvožemio mėginių ėmimas

Visame pasaulyje dirvožemio tyrimai labai priklauso nuo sujauktų mėginių, nes jie yra nebrangūs ir greitai gaunami. Remiantis žemės ūkio tyrimais, daugiau nei 80% ūkių dirvožemio tyrimų Šiaurės Amerikoje ir Europoje yra pagrįsti sujauktais sudėtiniais mėginiais, o statybose sujaukti šaukšto mėginiai yra daugiau nei 90% geotechninių vietų tyrimų dalis. Šis platus naudojimas pabrėžia jų praktiškumą didelio masto projektuose.

A sutrikdytas dirvožemio mėginys yra toks mėginys, kai pradinė dirvožemio struktūra arba drėgmės režimas buvo pakeistas surinkimo metu. Kitaip tariant, sluoksniai galėjo sugriūti arba susimaišyti, o dalelės nebėra savo in situ išsidėstymo vietoje. Šio tipo mėginys yra priimtinas, kai reikia nustatyti tik pagrindinę dirvožemio sudėtį.

Pavyzdžiui, pažeisti mėginiai naudojami cheminėms analizėms (maistinių medžiagų, pH, teršalų) ir klasifikavimo bandymams (grūdelių dydžio pasiskirstymas, Atterbergo ribos). Sumaišius mėginį, gaunami tikslūs šių savybių rezultatai, net jei prarandamos struktūrinės detalės.

Įprasti trikdomųjų mėginių ėmimo metodai apima rankinius grąžtus, kibirinius grąžtus, kastuvus ir šaukštinius mėginių ėmiklius. Šie metodai yra paprasti, nebrangūs ir greiti. Pavyzdžiui, rankinis arba elektrinis grąžtas (sraigtinis grąžtas) įsukamas į žemę, o dirvožemio atraižos periodiškai iškeliamos.

Ištrauktas dirvožemis (dažnai iš negilaus gylio) gali būti surinktas į talpyklą analizei. Gręžtinis gręžinys paprastai naudojamas sutrikdytiems mėginiams atliekant negilius tyrimus (iki ~6 metrų gylio). Gręžtinio atliekos dažnai sumaišomos, kad būtų suformuotas bendras mėginys. Tai greitas būdas surinkti medžiagą maistinių medžiagų tyrimams arba pagrindinei dirvožemio klasifikacijai, kai nereikia išsamios informacijos apie sluoksnius.

Kitas labai dažnas sutrikimo metodas yra šaukšto mėginių ėmiklis (naudojamas standartiniame įsiskverbimo bandyme, SPT). Skeltas šaukštas yra tuščiaviduris plieninis vamzdis, įkalamas į žemę pakartotinais plaktuko smūgiais. Po kiekvieno 6 colių smūgio užfiksuojamas smūgių skaičius (“N vertė”) kaip dirvožemio sutankumo rodiklis. Ištraukus mėginių ėmiklį, viduje esantis dirvožemio šerdis išimama ir perpjaunama tyrimui.

Ištrauktas mėginys yra sutrikęs (jis buvo iškaltas ir išgranžuotas iš duobės), tačiau jis suteikia geros kokybinės informacijos apie grūdelių dydį, drėgmės kiekį ir konsistenciją. Šaukštu paimti mėginiai plačiai naudojami statybvietėse ir aplinkos vertinimuose, nes jie leidžia nustatyti ir sujaukto dirvožemio mėginį, ir in situ tankio indeksą (smūgių skaičių).

Šaukštu padalinto mėginio (SPT) mėginių ėmimo metodas – tai į dirvožemį įkaltas tuščiaviduris vamzdelis, skirtas surinkti pažeistą kerną ir išmatuoti jo varžą. Šis metodas plačiai naudojamas geotechniniuose ir aplinkosaugos lauko tyrimuose dirvožemio klasifikavimui ir tankio nustatymui.

Sutrikdyto mėginių ėmimas taip pat yra standartinis žemės ūkyje ir taršos tyrimuose. Ūkininkai paprastai surenka daug mažų kernų (naudodami dirvožemio zondą arba grąžtą) iš skirtingų lauko vietų ir sumaišo juos į vieną bendrą mišinį. sudėtinis mėginys laboratorinei analizei. Pavyzdžiui, vienoje gairėje rekomenduojama paimti 15–20 dirvožemio kernų iš 4–5 hektarų lauko ir sujungti juos į vieną mišrų mėginį.

Tada to mėginio pH ir maistinių medžiagų kiekis tiriamas, siekiant nustatyti tręšimą. Panašiai, tiriant teršalus, visoje vietoje gali būti paimti keli kernai, kad laboratorinė analizė atspindėtų visą plotą. Kadangi mėginiai yra sumaišyti, tikslus sluoksniavimasis ar struktūra šiems tyrimams nėra svarbūs.

Pagrindinis privalumai Sutrikdyto mėginių ėmimo privalumai yra kaina, greitis ir paprastumas. Reikia mažai įrangos ir galima greitai paimti daug mėginių. Todėl tai idealiai tinka didelio masto tyrimams ir preliminarioms patikroms. apribojimai yra tai, kad iš tokių mėginių negalima gauti jokios informacijos apie tankį, stiprumą ar sutankinimą vietoje.

Draudžiamo mėginio negalima naudoti šlyties stipriui ar nusėdimui matuoti. Trumpai tariant, draudžiamas mėginių ėmimas geriausiai tinka, kai reikia cheminių ar klasifikavimo duomenų, tačiau jis negali padėti atlikti dirvožemio natūralaus mechaninio ar hidraulinio elgesio bandymų.

Netrikdomas dirvožemio mėginių ėmimas

Pasauliniu mastu stengiantis užtikrinti saugesnę infrastruktūrą, netrikdomas grunto mėginių ėmimas tapo standartu dideliuose statybos projektuose. Pavyzdžiui, 2022 m. daugiau nei 651 TP3T infrastruktūros projektų Azijos ir Ramiojo vandenyno regione apėmė netrikdomą „Shelby“ vamzdžių arba stūmoklių mėginių ėmimą kaip grunto tyrimo dalį. Tikslių geotechninių duomenų poreikis taip pat skatina pažangių mėginių ėmimo įrenginių augimą, o tikimasi, kad iki 2030 m. didelio tikslumo grunto kernų ėmimo įrankių rinka kasmet augs daugiau nei 81 TP3T.

An nepažeistas dirvožemio mėginys gaunamas minimaliai pakeitus dirvožemį, kad išliktų nepakitęs pirminis dirvožemio audinys, stratifikacija ir drėgmė. Tam reikia specializuotų metodų ir įrankių. Matuojant savybes, kurios priklauso nuo dirvožemio struktūros (pvz., šlyties stiprumą, spūdumą, hidraulinį laidumą), reikalingi nepažeisti mėginiai. Laikant mėginį iš esmės “tokį, koks jis buvo žemėje”, laboratoriniai tyrimai atspindės realias lauko sąlygas.

Svetainė labiausiai paplitęs įrankis netrikdomam mėginių ėmimui yra plonasienis Shelby vamzdis (taip pat žinomas kaip stūmimo vamzdis arba Ackerio vamzdis). „Shelby“ vamzdis yra plieninis cilindras, paprastai 2–3 colių skersmens ir 24–30 colių ilgio, su vienu aštriu galu. Jis įstumiamas (dažnai hidrauliškai) į dirvą, kad būtų paimtas kernas.

Kadangi sienelė plona, pjovimo briauna minimaliai sutrikdydama nupjauna cilindrinį grunto gabalą. Po prasiskverbimo vamzdis atsargiai ištraukiamas; viduje esantis grunto kernas ištraukiamas beveik nepažeistas. Tada vamzdis užsandarinamas (dangteliu arba vašku), kad būtų išsaugota drėgmė ir struktūra. Ištrauktą kerną galima transportuoti į laboratoriją tyrimams.

Plonasieniai „Shelby“ vamzdžiai įstumiami į molio arba dumblo sluoksnius, kad būtų galima išgauti beveik nepažeistus dirvožemio kernus laboratoriniams tyrimams. Kiekvienas kernas iš karto po išgavimo užsandarinamas, kad būtų išsaugota natūrali drėgmė ir struktūra.

Kiti netrikdomi metodai apima stūmokliniai mėginių ėmikliai ir blokų atranka. Stūmoklinis mėginių ėmiklis veikia į dirvožemį įsmeigdamas vamzdelį su viduje esančiu stūmokliu, kad būtų išvengta įsiurbimo ir trikdžių. Blokinių mėginių ėmimo metu išpjaunamas didelis dirvožemio kubas (tai retai naudojama dėl sunkumų), kad būtų gautas visiškai nepažeistas blokas. Visų šių metodų tikslas – kuo labiau sumažinti trikdžius: mėginių ėmiklis juda tolygiai ir švariai, vengdamas kratymų ir vibracijos, kurie galėtų sutrikdyti dirvožemio audinį.

Laboratoriniams bandymams, kurie negali atlaikyti trikdžių, naudojami nepažeisti mėginiai. Įprasti bandymai apima triašius šlyties bandymus (stiprumui nustatyti), odometro konsolidacijos bandymus (nusėdimui nustatyti) ir pastovaus arba krintančio slėgio pralaidumo bandymus (tekėjimui nustatyti). Pavyzdžiui, „Shelby“ vamzdžio molio mėginys bus bandomas kontroliuojamo įtempio metu, siekiant nustatyti, kaip jis suspaudžiamas, o tai yra labai svarbu prognozuojant pamatų nusėdimą.

Svetainė privalumai Nepažeisto mėginių ėmimo privalumai yra tikslumas ir išsamumas inžinerinių savybių atveju. Nepažeistas mėginys suteikia patikimų duomenų apie tai, kaip dirvožemis elgsis natūralioje būsenoje. apribojimai yra tai, kad tai brangu, sudėtinga ir kartais nepraktiška. Reikalingos gręžimo platformos ir apmokyti operatoriai.

Procesas yra lėtesnis, ir yra rizika prarasti mėginį, jei jis subyrės. Net vadinamieji nepažeisti mėginiai gali būti pažeisti, jei jie netinkamai surinkti; todėl labai svarbu taikyti kruopščius metodus ir standartus.

Tiksliojo ūkininkavimo vaidmuo imant mėginius iš sutrikdytų ir nesutrikdytų dirvožemių

Tikslioji žemdirbystė (TA) iš esmės keičia dirvožemio duomenų rinkimo ir naudojimo būdus, optimizuodama tiek sutrikdyto, tiek nesutrikdyto mėginių ėmimo metodus, kad būtų pasiektas precedento neturintis efektyvumas ir įžvalgos. Integruodama pažangius jutiklius, duomenų analizę ir tikslines mėginių ėmimo strategijas, TA išsprendžia tradicinius kompromisus tarp kainos, masto ir tikslumo.

Sutrikdytas mėginių ėmimas: greitis, mastas ir automatizavimas

1. Tikslinės tinkleliai / zonos: PA naudoja palydovinius vaizdus, derlingumo žemėlapius ir elektromagnetinius dirvožemio jutiklius valdymo zonoms sukurti. Vietoj vienodų tinklelių (pvz., 1 mėginys/akras), mėginių ėmimo tankis sumažėja. 50-70% išlaikant arba gerinant tikslumą. Ūkininkai ima mėginius tik iš pagrindinių zonų, taip taupydami laiką ir laboratorijos išlaidas.

2. Automatizavimas: Robotiniai dirvožemio zondai (pvz., „Agrowtek“, „FarmDroid“) automatiškai renka sutrikdytus mėginius iš anksto nustatytuose taškuose. Tai sumažina darbo sąnaudas iki 50% ir leidžia rankiniu būdu atlikti aukšto dažnio stebėjimą, kuris yra nepraktiškas.

3. Analizė kelyje: Ant traktorių arba visureigių sumontuoti NIR/PXRF jutikliai užtikrina akimirksniu Lauko dirvožemio pH, organinių medžiagų (OM) ir pagrindinių maistinių medžiagų (K, P) analizė, leidžianti priimti sprendimus realiuoju laiku.

Netrikdomas mėginių ėmimas: tikslus išdėstymas ir gyvybingumas

1. Kritinių sričių nustatymas: PA nustato didelės vertės arba problemines zonas (pvz., tankinimo židinius pagal derlingumo žemėlapius ir penetrometro duomenis, potencialias užterštumo zonas pagal istorinius duomenis), kur pateisinamos netrikdomų mėginių ėmimo išlaidos. Dronai su LiDAR arba terminėmis kameromis dar labiau patikslina šiuos taikinius.

2. Valdomas ištraukimas: GPS valdomi hidrauliniai kernų ėmimo įrenginiai užtikrina tikslų „Shelby“ vamzdelių arba stūmoklinių mėginių ėmiklių išdėstymą ten, kur reikia kritiniams šlyties stiprumo arba hidraulinio laidumo bandymams, taip maksimaliai padidinant duomenų vertę iš kiekvieno mėginio.

3. “Trikdžių” mažinimas: Tokios technologijos kaip jutiklio grįžtamasis ryšys šerdies ėmimo metu (įterpimo jėgos / vibracijos stebėjimas) padeda sumažinti netyčinius trikdžius ir pagerinti mėginių kokybę laboratorinei analizei.

Sutrikdyto ir nesutrikdyto dirvožemio mėginių analizė naudojant „GeoPard“

1. Tinklelio pagrindu sudaryta atranka naudingas tiriant sutrikdytus mėginius laukuose, apie kuriuos nėra ankstesnių duomenų. Jis padalija žemę į lygias ląsteles ir užtikrina, kad dirvožemio mėginiai būtų sistemingai imami iš viso ploto. Tai suteikia tvirtą pagrindą maistinių medžiagų analizei, ypač naujuose laukuose.

2. Zonų pagrindu atliekamas mėginių ėmimas naudoja lauko kintamumo duomenis, tokius kaip derlingumo žemėlapiai, palydoviniai vaizdai ir dirvožemio žemėlapiai. Šis metodas ypač efektyvus dirbant su netrikdomais mėginiais, kai reikia išsaugoti reprezentatyvių zonų dirvožemio struktūrą ir fizines savybes. Sutelkiant dėmesį tik į skirtingas kintamumo sritis, išvengiama nereikalingų trikdžių ir užfiksuojami reikšmingi dirvožemio skirtumai.

• Išmaniojo mėginių ėmimo rekomendacija (rekomenduojama): Naudoja dirbtinį intelektą taškų išdėstymui optimizuoti, pritaikydamas tankį pagal kintamumą. Daugiau taškų imama kintamuose plotuose, mažiau – vienoduose. Tai ypač vertinga imant sutrikdyto dirvožemio mėginius derlingumo kartografavimui.
• Pagrindinės linijos logikaTaškai išdėstomi tiesiomis transektinėmis linijomis, idealiai tinka mašininiam mėginių ėmimui ir nuoseklių, netrikdomų kernų, atspindinčių natūralų dirvožemio sluoksnį, kūrimui.
• N/Z logika ir W LogikaŠie zigzago arba pirmyn ir atgal modeliai užtikrina netaisyklingų arba pailgų zonų aprėptį. Tai naudinga tiek sutrikdytiems, tiek nepažeistiems mėginiams, ypač laukuose, kuriuose reikia stebėti dirvožemio perėjimus ar sutankinimo problemas.

Kodėl „GeoPard“ yra svarbus trikdomam ir netrikdomam mėginių ėmimui?

• Už sutrikdyti mėginiai, „GeoPard“ užtikrina, kad mėginių ėmimas būtų reprezentatyvus, sistemingas ir ekonomiškas. Ūkininkai gauna tikslius maistinių medžiagų žemėlapius, kurie padeda taikyti kintamą tręšimo normą ir sumažina sąnaudas.
• Už nepažeisti mėginiai, „GeoPard“ padeda nustatyti svarbiausias zonas, kuriose reikalingas kruopštus išgavimas, užtikrinant, kad sutankinimas, poringumas ir hidraulinės savybės būtų įvertintos ten, kur jos yra svarbiausios.

Patarimas: Pirmą kartą imant dirvožemio mėginius, „GeoPard“ rekomenduoja naudoti savo Išmaniojo mėginių ėmimo rekomendacija. Sistema automatiškai prisitaiko prie unikalių kiekvieno lauko savybių, užtikrindama tikslumo ir efektyvumo pusiausvyrą.

Dirvožemio mėginių ėmimo metodo pasirinkimas

Pasauliniu mastu apie 70% įprastų dirvožemio tyrimų remiasi pažeistais mėginiais, tačiau kai kalbama apie saugą ar konstrukcinį vientisumą, dominuoja netrikdomi metodai. Pavyzdžiui, daugiau nei 80% greitkelių ir tiltų projektų JAV ir Europoje savo geotechninėse sutartyse nurodo netrikdomą mėginių ėmimą. Tai rodo, kad metodo pasirinkimas yra ne tik techninis, bet ir susijęs su reglamentais bei rizikos valdymu.

Sprendimas tarp mėginių ėmimo iš sutrikdyto ir netrikdyto dirvožemio priklauso nuo projekto tikslų, dirvožemio tipo ir praktinių apribojimų. Apskritai:

1. Mėginių ėmimo tikslas: Jei jums reikia tik informacijos apie chemines savybes arba grūdelių dydį (pavyzdžiui, dirvožemio derlingumą arba pagrindinę klasifikaciją), pakanka pažeisto mėginio. Jei jums reikia mechaninių arba hidraulinių savybių (stiprumo, spūdumo, pralaidumo), turite rinkti nepažeistus mėginius.

Pavyzdžiui, pamatų projektavimo tyrimui reikalingi duomenys apie molio spūdumą, todėl inžinieriai naudotų „Shelby“ vamzdelius arba stūmoklinius mėginių ėmiklius, kad gautų nepažeistus kernus. Jei tikslas yra tiesiog išmatuoti maistinių medžiagų kiekį, tiks greitas sraigtinis mėginys.

2. Dirvožemio sąlygos: Rišlūs dirvožemiai (molis, dumblas) dažnai reikalauja nepažeistų mėginių ėmimo, kad būtų išsaugota jų struktūra. Priešingai, labai purius smėlius ar žvyrus gali būti sunku paimti nepažeistus (duobė linkusi įgriūti). Tokiais atvejais inžinieriai gali pasikliauti šaukštu paimtais mėginiais arba atlikti bandymus vietoje.

3. Gylis ir prieiga: Giluminiai mėginiai arba kieti sluoksniai gali būti pasiekiami tik naudojant sunkią įrangą. Jei reikia tik negilių mėginių, gali pakakti rankinių įrankių. Ir atvirkščiai, norint paimti nepažeistą kerną iš gilaus gruntinio vandens, dažnai reikia didelio skersmens gręžinio, o tai gali būti neįmanoma turint ribotą biudžetą.

4. Kaina ir laikas: Sutrikdyti metodai yra nebrangiai ir greitai. Sraigtinis arba šaukštinis surinkimo įrenginys gali greitai surinkti daug mėginių. Netrikdomi metodai yra brangus ir lėtas (įrangos nuoma, darbas). Tai turi būti suderinta su projekto poreikiais. Pavyzdžiui, didelio masto trąšų tyrime dėl greičio gali būti naudojami tik sutrikdyti mėginiai, o didelės vertės statybos projekte dėl saugumo reikės investuoti į netrikdomą kernų ėmimą.

5. Norminiai reikalavimai: Kartais mėginių ėmimo metodą diktuoja reglamentai. Pavyzdžiui, požeminio vandens monitoringo reglamentai dažnai reikalauja, kad pralaidumo bandymams mėginiai būtų imami netrikdomai. Praktiškai, jei bandymų standartai (ASTM, EPA ir kt.) reikalauja “plonasienio vamzdelio mėginio”, tuomet reikia naudoti tą metodą.

Apibendrinant, metodą derinkite su dominančia savybe: naudokite sutrikdytą mėginių ėmimą, kai svarbi tik sudėtis, ir netrikdytą mėginių ėmimą, kai svarbi in situ struktūra.

Sutrikdyto ir nesutrikdyto dirvožemio mėginių ėmimo taikymas

Dirvožemio mėginių ėmimo svarbą atspindi paklausa konkrečiam sektoriui. Pasaulinė žemės ūkio dirvožemio tyrimų rinka 2023 m. viršijo 121 TP,4–2,6 mlrd. USD, o geotechniniai bandymai labai prisidėjo prie statybų sektoriaus augimo – investicijos į dirvožemio mėginių ėmimo paslaugas besivystančiose šalyse kasmet didėja daugiau nei 121 TP,3 mlrd. USD. Tikimasi, kad dėl griežtesnių reglamentų aplinkosauginiai tyrimai, ypač dėl užterštumo, gerokai išaugs.

1. Žemės ūkis: Imant dirvožemio mėginius ūkininkavimo tikslais, paprastai daugiausia dėmesio skiriama derlingumui (cheminei sudėčiai) nustatyti ir retai reikia išsaugoti dirvožemio struktūrą. Agronomai paprastai surenka daug seklių kernų visame lauke (dažnai 15–30 kernų lauke arba 4–5 hektarų plote) ir sujungia juos į sudėtinį mėginį.

Švariu kibiru arba zondu surenkamas dirvožemis (paprastai iš 0–15 cm gylio) iš kiekvieno taško, ir šie mėginiai sumaišomi viename inde. Šis mišinys siunčiamas į laboratoriją pH, azoto, fosforo, kalio ir kt. kiekiui nustatyti. Sudėtinis metodas pašalina nedidelio masto kintamumo vidurkį. Įrankiai dažnai yra paprasti zondai arba grąžtai, ir mėginiai yra savaime sutrikdyti, tačiau tai priimtina cheminiams bandymams.

Žemės ūkio dirvožemio mėginių ėmimui dažnai naudojami zondai arba grąžtai, kuriais paimama daug mažų kernų iš lauko, o tada jie sumaišomi į vieną sudėtinį mėginį maistinių medžiagų analizei.

2. Geotechninė inžinerija: Pamatų, pylimų ir dangų projektavimui reikalingos žinios apie grunto stiprumą ir deformaciją. Tai paprastai reikalauja netrikdomų mėginių ėmimo (ypač smulkiagrūdžiuose gruntuose). Įprasto geotechninio tyrimo metu gręžėjai tame pačiame gręžinyje gali kaitalioti netrikdomų ir netrikdomų mėginių ėmiklius.

Pavyzdžiui, molio sluoksnyje jie pirmiausia gali naudoti skaldomąjį šaukštą, kad gautų sutrikdytą mėginį Atterbergo riboms ir grūdelių dydžiui nustatyti, o tada naudoti plonasienį Šelbio vamzdelį, kad gautų nepažeistą kerną konsolidacijos ir šlyties bandymams. Tada vamzdiniai kernai bus išbandyti dėl tokių savybių kaip spūdumas ir laikomoji galia, o šaukštai bus naudojami klasifikavimui.

Smėlinguose dirvožemiuose inžinieriai gali labiau pasikliauti SPT mėginiais (nes „Shelby“ vamzdeliai prastai veikia biriame smėlyje) arba, jei reikia, naudoti vibracinį gręžimą, kad gautų santykinai nepažeistus mėginius.

3. Aplinkos tyrimas: Aplinkosaugos projektuose dažnai naudojamas įvairių metodų derinys. Kartografuodami užterštumą, technikai dažniausiai renka iš ardomų gręžinių mėginius arba rankiniu gręžiniu gręžiamus gabalėlius įvairiose vietose, kad nustatytų teršalų koncentracijas. Šiuos mėginius galima greitai gauti ir jie rodo cheminių medžiagų koncentraciją dirvožemyje.

Tačiau jei tyrimas apima teršalų judėjimo (pvz., išplovimo per dirvožemį į gruntinius vandenis) supratimą, pralaidumui ar sorbcijai matuoti reikalingi nepažeisti mėginiai. Praktiškai atliekant vietos tyrimą, pagrindiniam patikrinimui gali būti naudojami pažeisti mėginiai, o vėliau vienas ar keli nepažeisti kernai išsamiems hidrauliniams ar mechaniniams bandymams.

Iššūkiai ir geriausia praktika

Dirvožemio mėginių ėmimo klaidos pramonei kainuoja daug pinigų. Naujausi skaičiavimai rodo, kad netinkamas mėginių ėmimas ir tvarkymas gali lemti iki 25% duomenų netikslumo, dėl to ūkininkai patiria nereikalingų trąšų išlaidų ir gali kilti pavojus geotechninių projektų saugai. Todėl dėmesys sutelktas į griežtesnį geriausios praktikos laikymąsi, o šiuolaikinės laboratorijos praneša, kad kokybės kontrolės būdu paimti nepažeisti kernai pagerina stiprumo bandymų patikimumą virš 30% palyginti su blogai apdorotais mėginiais.

Aukštos kokybės dirvožemio mėginių rinkimas reikalauja kruopštaus dėmesio, siekiant išvengti netyčinio trikdymo ir išsaugoti mėginį. Net ir “nepakeistas” mėginys gali būti pažeistas, jei jis sukratomas arba paliekamas išdžiūti. Siekdami kuo mažiau trikdyti, gręžėjai naudoja lėtus, pastovius metodus: pavyzdžiui, stumia „Shelby“ vamzdelį pastoviu greičiu hidrauliniu slėgiu arba naudoja stūmoklį, kad švelniai stumtų mėginių ėmiklį.

Jautriuose dirvožemiuose reikėtų vengti vibracijos ir greito ištraukimo. Standartinės procedūros (pvz., ASTM metodai) dažnai nurodo lėtą mėginių pildymą, kad būtų išvengta smulkių dalelių išplovimo ar slėgio pokyčių.

Surinkus, mėginio išsaugojimas yra labai svarbus. Nepažeistas branduolys turi būti nedelsiant užsandarintas, kad išliktų drėgmė ir struktūra. Įprasta praktika yra uždengti ir užsandarinti vamzdinio branduolio galus (dažnai metaliniais dangteliais arba vašku), kai tik jis ištraukiamas iš žemės. Tai apsaugo nuo vandens išgaravimo ir branduolio įtrūkimų.

Užsandarintas mėginys laikomas vertikaliai arba tinkamai paremtas ir transportuojamas į laboratoriją. Jei nepažeisti mėginiai transportuojami vertikaliai standžioje rankovėje, jų orientacija (vertikali ašis) bandymo metu išlaikoma ta pati.

Surinkti pažeisti mėginiai (birūs arba sudėtiniai) turėtų būti sudėti į švarius, sandarius maišelius arba konteinerius, kad būtų išvengta užteršimo ar drėgmės pokyčių. Siekiant išvengti sumaišties, taip pat geriausia praktika yra lauko ženklinimas (gręžinio ID, gylis) ir kilmės grandinės įrašai.

Gauti atstovas Mėginys yra dar vienas praktinis aspektas. Lauko kintamumas reiškia, kad mėginių ėmimas turėtų apimti visą dominantį plotą. Žemės ūkio mėginių ėmimo srityje tai atliekama sudarant daug mėginių, kaip aprašyta aukščiau. Vietos tyrimuose gręžėjai gali naudoti tinklelio arba šablonų mėginių ėmimą: pavyzdžiui, reglamentai gali reikalauti, kad gręžiniai būtų tinklelyje, kad nebūtų praleista jokia svarbi reljefo forma.

Gręžinyje mėginiai paprastai imami reguliariais gylio intervalais ir esant bet kokiems matomiems sluoksnio pokyčiams. Kokybės kontrolės žurnaluose dažnai nurodoma, kad atsigavimas kiekvieno mėginio (pavyzdžiui, ar vamzdeliu buvo ištrauktas visas dirvožemio ilgis), kad būtų galima įvertinti mėginio patikimumą. Kai kurios laboratorijos netgi rentgeno arba kompiuterinės tomografijos būdu nuskaito nepažeistus kernus, kad patikrintų, ar jie transportavimo metu išliko nepažeisti.

Išvada

Apibendrinant, sutrikęs ir netrukdomas Dirvožemio mėginių ėmimas yra du vienas kitą papildantys metodai, skirti skirtingiems tikslams. Dirvožemio mėginių ėmimas sutrikdytu būdu (naudojant grąžtus, šaukštus arba iškastą medžiagą) yra greitas ir ekonomiškas būdas gauti cheminius ir klasifikavimo duomenis. Dirvožemio mėginių ėmimas sutrikdytu būdu (naudojant „Shelby“ vamzdelius, stūmoklinius mėginių ėmiklius ir kt.) yra sudėtingesnis, bet būtinas norint tiksliai išmatuoti mechanines ir hidraulines savybes.

Metodo pasirinkimas visada turėtų atitikti projekto tikslus. Įprastuose agronominiuose tyrimuose derlingumui nustatyti beveik visada bus naudojami sutrikdyti, sudėtiniai mėginiai. Dideliuose statybos ar požeminio vandens projektuose inžineriniams bandymams bus naudojami nepažeisti kernai. Dirvožemio duomenų poreikis tik auga. Technologijų pažanga, pavyzdžiui, automatiniai dirvožemio mėginių ėmikliai, in situ jutikliai ir tiksliosios žemdirbystės įrankiai, pradeda didinti mėginių ėmimo efektyvumą ir didinti duomenų kiekį.

Kai mėginiai grįš iš laboratorijos, įkelkite rezultatų failą į Lauko duomenų naršyklė kad pamatytumėte maistinių medžiagų kitimą lauke tiesiai savo naršyklėje.