الطرق المختلفة لاختبار التربة

على الرغم من أن التربة غالبًا ما ترتبط بالزراعة ونمو النبات، إلا أن هناك الكثير من الصناعات الأخرى التي تأخذ العنصر الطبيعي في الاعتبار. إحدى الصناعات التي تتفاعل مع التربة بانتظام هي البنية التحتية.

بالنسبة للشركات التي ترغب في أن تدوم مكونات منشآتها طويلاً، فإنها ستجري اختباراً للتربة قبل الشروع في البناء. تهدف هذه الخطوة إلى التأكد من أن المواد لن تؤثر على جودة خطوط الأنابيب أو الصهاريج أو غيرها من الميزات. تتحقق الطرق المختلفة لاختبار التربة من العوامل المختلفة التي تحدد جودة التربة. يمكن أن يؤدي التعرف على تركيبة التربة في مساحة البناء المحتملة إلى إنقاذ عملك من الاستثمارات الباهظة في إصلاح التآكل والاستبدال في المستقبل. هندسة دريم يتعمق في الأساليب المختلفة لتحليل التربة المستخدمة اليوم، بالإضافة إلى تحليل موجز لكيفية ظهورها.

تاريخ موجز لأخذ عينات التربة

قبل أن نلقي نظرة على الطرق المختلفة لاختبار التربة اليوم، دعونا نفكر في أصل الإجراءات.

البداية

ساهم أخذ عينات التربة في زيادة الإنتاجية والأداء في العديد من الصناعات لعدة قرون. في أواخر القرن التاسع عشر، بدأ المزارعون والعلماء الزراعيون في أواخر القرن التاسع عشر بفحص التربة بدقة أكبر، والتحقق من الجوانب التي أدت إلى النتائج المرجوة. وأدى تقييم المغذيات النباتية في عينات التربة إلى إثراء العمليات الزراعية بشكل كبير.

خلال القرن العشرين

في أوائل القرن العشرين، منحت جامعات أو مؤسسات منح الأراضي الأراضي الفيدرالية وصقلت تقنيات أخذ عينات التربة. وقدمت كمية هائلة من الأبحاث التي استمرت حتى الأربعينيات من القرن الماضي المشورة للمزارعين والعلماء بشأن أفضل ممارسات أخذ عينات التربة.

علم التربة واختبارها اليوم

ولولا التطور في الإجراءات على مدار القرن الماضي، لما كان لعلم التربة عمليات التحليل والاختبار المعقدة التي يتمتع بها اليوم. ويستمر علم التربة في التوسع، وتستخدم الصناعات المعلومات المتزايدة باستمرار النابعة من هذا المجال كأداة لاختيار أفضل تربة لاحتياجاتها. إن اختبار التربة هو مجرد مجموعة فرعية من هذا النوع من العلوم، حيث لا تزال الإجراءات مستندة إلى حد كبير على البيانات التي تم جمعها طوال القرن العشرين.

ما هو تآكل التربة؟

سنستخدم تحليل تآكل التربة لمساعدتنا في شرح سبب أهمية اختبار التربة. تآكل التربة هو حدث جيولوجي يعيق المعادن والخرسانة المدفونة مباشرةً في التربة أو حجر الأساس. يمكن أن يؤدي التآكل المفرط في التربة إلى فشل غير مريح في خط الأنابيب، وفي الحالات الرهيبة قد يؤدي إلى انفجار مروع.

هناك مجموعة متنوعة من العوامل التي تؤدي إلى تآكل التربة، مما يجعل الاختبار خطوة ضرورية لمنع تآكل المعادن والخرسانة باهظة الثمن من التآكل. دعونا نلقي نظرة على العوامل التي يفحصها تحليل التربة في درييم الهندسية.

عوامل يجب التحقق منها بطرق اختبار التربة المختلفة

ستقوم شركات اختبار التربة بفحص التربة للتحقق من العوامل التالية:

• التهوية
• الموصلية الكهربائية أو المقاومة الكهربائية
• الرطوبة
• الأس الهيدروجيني
• الأملاح الذائبة
• محتوى الكبريتات

الطرق المختلفة لاختبار التربة

إذن، كيف يتم قياس هذه العوامل؟ فيما يلي بعض الطرق المختلفة لاختبار محتويات التربة.

اختبار الأس الهيدروجيني

سيتيح لك جمع الأس الهيدروجيني للتربة معرفة ما إذا كانت حمضية أو قاعدية أو متعادلة. يكون مقياس الأس الهيدروجيني كما يلي:

• تعتبر التربة التي يقل مستوى الأس الهيدروجيني فيها عن 7 حمضية. ويعتبر المحتوى عالي الحموضة بميزان أس هيدروجيني يساوي 0، مثل حمض البطارية.
• سيقيس ميزان الأس الهيدروجيني المتعادل عند مستوى 7، بحيث لا يحتوي على سمات قاعدية ولا حمضية.
• تُعتبر التربة التي يبلغ مستوى الأس الهيدروجيني فيها 8 أو أعلى قاعدية. قد تتبرع المواد عالية القاعدية بمستوى أس هيدروجيني 14، مثل الغسول.

التربة ذات الحموضة العالية سريعة التآكل للمعادن والخرسانة. يمكن معرفة الأس الهيدروجيني للتربة باستخدام نظام الطين الذي يشتمل على مقياس إلكتروني للأس الهيدروجيني لتحديد القياسات.

اختبار محتوى الرطوبة

تتضمن بعض الطرق المختلفة المستخدمة لقياس رطوبة التربة ما يلي:

• طريقة التجفيف بالفرن
• طريقة كربيد الكالسيوم
• طريقة توازن الالتواء
• طريقة البايكنومتر
• طريقة الاستحمام بالرمل
• طريقة الإشعاع
• طريقة الكحول

ومن بين هذه الخيارات، يعتبر التجفيف في الفرن طريقة شائعة إلى حد ما بسبب سهولة الوصول إليها. تتضمن هذه العملية وزن عينة من التربة وتجفيفها عند 110 درجة مئوية، ثم قياس وزنها مرة أخرى. ويدل الاختلاف في الوزن على مقدار الماء الموجود في التربة.

اختبار الثقل النوعي

يتم تحديد الثقل النوعي من خلال مقارنة كثافة المادة بكثافة الماء. تساعد هذه الإجراءات في تأمين قياس الثقل النوعي للتربة:

• طريقة زجاجة الكثافة
• طريقة البايكنومتر
• طريقة جرة الغاز
• طريقة قياس وميض القياس
• طريقة حد الانكماش

تُعد طريقتا زجاجة الكثافة ومقياس الكثافة Pycnometer الأكثر شيوعًا لاختبار التربة هذه الخاصية في التربة. تستخدم طريقة Pycnometer مقياس الكثافة الغازي وكثافة معروفة جيدًا، وغالبًا ما تكون ماء، للحصول على كثافة التربة.

اختبار الكثافة الجافة

تشير قياسات الكثافة الجافة إلى وزن جزيئات التربة داخل عينة التربة. يجب تحديد نسبة الفراغ والجاذبية النوعية للعينة قبل جمع كثافتها الجافة. يمكن العثور على الكثافة الجافة من خلال أي من هذه الإجراءات:

• استبدال الرمال
• إزاحة المياه
• القاطع الأساسي

طريقة الإزاحة المائية هي الطريقة الأقل شيوعًا لتحديد الكثافة الجافة. وبمجرد قياسها، يتم تصنيف قراءة الكثافة الجافة للعينة إلى واحدة من ثلاث فئات: كثيفة، متوسطة الكثافة، رخوة.

اختبار حدود أتربيرج

هناك ثلاثة أنواع مختلفة من اختبارات حدود أتربيرج (Atterberg)، يقيس كل منها خصائص مختلفة للتربة ذات الحبيبات الدقيقة وسط ظروف مختلفة. وتهدف هذه الاختبارات إلى قياس المحتوى المائي الحرج للتربة ذات الحبيبات الدقيقة:

• اختبار حد السائل: يعتمد التحليل الدقيق للتربة على جهاز حد السائل في كاساغراند لقياس حد السائل في التربة.
• اختبار حد البلاستيك: يتم خلط التربة بالماء وتشكيلها على شكل كرة. يتم لف الكرة حول خيوط بقطر 3 مم. يتم تكرار العملية مع عينة جديدة وماء أقل حتى ينكسر الخيط، مما يوفر الحد اللدن للتربة.
• حد الانكماش الأدنى: يُعلم هذا الاختبار المحتوى المائي الدقيق اللازم لملء فراغات عينة التربة ويتم إيجاده باستخدام معادلة رياضية معقدة.

كيفية منع تآكل التربة

هناك طرق مختلفة للحد من تآكل التربة، لكن الحماية الكاثودية تثبت بشكل روتيني أنها توفر أكبر خط دفاع لخط الأنابيب من التآكل. فهي تحمي المعادن والخرسانة المدفونة من عدد كبير من التآكل، مثل ما يلي:

• تآكل هجوم ميسا
• وضع التآكل
• تآكل من نوع النقر

يساعد الاستثمار في الحماية الكاثودية في الحفاظ على سلامة شركتك وأدائها الجيد ومطابقتها للمعايير التنظيمية الحكومية.

نحن في درييم للهندسة ندرك مدى أهمية البنية التحتية المتينة والدائمة لأي شركة. لهذا السبب نركز على إجراءات التحليل المختلفة التي تحدد مصدر مشاكل البنية التحتية الخاصة بك وتقدم طرقاً وقائية تمنع تفاقمها إلى أضرار لا يمكن إصلاحها. يكرس فريقنا من المهندسين الاستشاريين الكهربائيين جهوده لتقديم خبرات شاملة لكل عميل من عملائنا، مما يضمن حصولهم على فهم سليم للخدمة المعقدة التي يبحثون عنها. لمعرفة المزيد عن مجموعتنا المختارة من الاستشارات الهندسية، اتصل بنا اليوم أو أرسل لنا بريدًا إلكترونيًا.