ברשימת העבודות הגיאודטיות ניתן למצוא לפעמים שירות כמו קביעת הרכב הקרקע. הליך זה מתבצע על מנת לקבל מידע על תכולת החלקיקים בקרקע באזור מסוים. בעבודות בנייה, קביעת הרכב כזה נדרשת לעתים רחוקות, אך בפעילויות חקלאות וחיפוש גיאולוגי זה הכרחי. במקרה זה, ניתן לקבוע את ההרכב הגרנולומטרי בשיטות שונות. הבחירה באחד מהם תלויה בגורמים ותנאים רבים.
מידע כללי על התפלגות גודל החלקיקים
תחת ההרכב הגרנולומטרי מובנת נוכחותם של אלמנטים מכניים באדמה. יתרה מכך, במקרה זה, ניתן לראות באדמה כינוי כללי של הקרקע, שיכול להיות גם מלאכותי. באשר לחלקיקים, הם יכולים להיות בעלי מאפיינים ומקורות שונים. ישנם גם סוגים שונים של קומפוזיציות בריכוז. לדוגמה, חלוקת גודל החלקיקים של חול תהיה הומוגנית פחות או יותר, אפילו מבחינת תכולת החלקיקים של חלק מסוים. מומחים מציינים כי הגודל המינימלי של אלמנטים המסוגלים לזהות את הטכניקות המתורגלות בניתוח זה,הוא רק 0.001 מ מ.
בהתאם ל-GOST, נבדלים שישה סוגים של שברים - אלו הם אותם חלקיקי חול, גושיים, חצץ, חימר וכו'. לכל שבר יש לא רק טווח משלו של גדלים סטנדרטיים, אלא גם מקור ביולוגי. יחד עם זאת, אין לחשוב שרק התוכן של חלקיקים קטנים מאפיין את ההרכב הגרנולומטרי. GOST תחת המספר 12536-79 מציין גם כי הגודל המרבי של השבר, הנלקח בחשבון כחלק בלתי נפרד מהאדמה, מגיע ל-200 מ מ. אלו הם בעיקר אלמנטים בולדרים, שיכולים להיות גדולים. השבר הקטן ביותר הוא חימר, אם כי חלקיקי חול יכולים להתחרות בו במדד זה.
סיווגים של גודל גרגרים
מלבד ההדרגה השברית של קרקעות, ישנם עקרונות אחרים של סיווג. אחד מהם מספק הפרדה על סמך התוכן של חלקיקי חימר. במקרה זה נלקח בחשבון גם אופי היווצרות הקרקע ומתגלה השבר הדומיננטי. סיווג חלופי הוא קביעת סוג הרכב באמצעות נוכחות של אלמנטים של חול, אבק ואותו חימר. כלומר, בדרך כלשהי, חלוקת גודל חלקיקים כזו תיקבע על ידי עיקרון משולב עם הצגה מקיפה של מידע על היסודות הכלולים בו. חשוב לציין כי בשל הדמיון בין שתי הגישות לסיווג תרכובות, די קשה להבחין ביניהן בפועל.
שיטות ישירות לקביעת הרכב
ישנן שתי קבוצות שונות מהותית של דרכים לקבוע את ההרכב המכני של הקרקע. אחד מהם עקיף ומיועד לזהות את דפוסי היווצרות הקרקע באזור מסוים, והשני מייצג פלח של שיטות ישירות המבוססות על אמצעי ניתוח טכניים. בפרט, קבוצת השיטות הישירות יכולה להשתמש במכשירים, מכשירים ומתקנים מיוחדים המאפשרים לקבוע את הפרמטרים של חלקיקים ברמת דיוק גבוהה. בפרט, ניתן להשתמש במיקרוסקופים אלקטרוניים ואופטיים המממשים בדיקה מיקרומטרית. השיטה הישירה מאפשרת לקבוע בצורה מדויקת יותר את ההרכב הגרנולומטרי של האדמה, אולם בשל מורכבות הארגון הטכני של התהליך והעלות הגבוהה, נעשה בה שימוש נדיר ביותר.
שיטות עקיפות לקביעת הרכב
קבוצת שיטות זו לקביעת ההרכב כוללת בדרך כלל שיטות המבוססות על שימוש בתבניות שונות במבנה התערובת הנבדקת. בפרט, ניתן לזהות תלות בין רכיבי המערך עצמם, אך לרוב מניחים ניתוח מורכב. כלומר, בתהליך ההשוואה נלקחים בחשבון גם מאפיינים אחרים של הקרקע, לרבות רטיבות, תכונות ההשעיה, דינמיקת שיקוע וכו'. שיטות עקיפות לקביעת התפלגות גודל החלקיקים כוללות גם שיטות אופטיות והידרומטריות לרישום איכויות פיזיקליות. בנוסף, הטכנולוגיות העדכניות ביותר מאפשרות שימוש במודלים של שקיעה טבעית. אם נשווה את קו הניתוח הזה עם שיטות ישירות,אז החסרונות שלו כוללים דיוק נמוך. לכן, אם נדרש לבצע מחקר חד פעמי באתר מסוים, אז השיטה הישירה עדיין תהיה עדיפה. אבל בעבודה בקנה מידה גדול וקבוע, רק שיטות עקיפות מוצדקות כלכלית.
שיטה ארומטרית
זוהי טכניקה מיוחדת מאוד, אם כי פופולרית, המבוססת על עקרונות הנוזל שנעקר. למעשה, כך פועל ההידרומטר המשמש בתהליך הניתוח. העיקרון עצמו פועל לפי הכלל לפיו נפח הנוזל שנעקר יהיה שווה ערך למסה המוחלפת בגוף חדש. רק במקרה של תרגול של שימוש בטכניקות הידרומטריות, ההרכב הגרנולומטרי של האדמה נקבע באמצעות ההשעיה שנאספה. בפרט, האדם המיומן באמנות בודק גם סטיות מנתונים שהושגו בעבר על ידי טבילת החלקיקים במים. בדרך כלל, ניתוח כזה מתבצע באופן סדרתי, ובכל מקרה, מבוצעת עבודה לקביעת מאפיין אחד - צפיפות. שוב, בהתבסס על יחסי החלקיקים ותנאי השהות שלהם בקרקע, בדרך זו ניתן לקבוע את ההרכב השברי והמכני.
שיטת פיפט
במקרה זה נעשה שימוש גם בתווך נוזלי המאפשר להבחין בין חלקיקים בודדים לפי מאפייניהם. הדגימה שנלקחה נטבלה במים, ולאחר מכן נרשם קצב הנפילה של יסודות ההרכב. לאחר פרק זמן מסוים, הניתוח מסתיים, והחלקיקים המשוקעים מוסרים. לאחר מכן הדגימה מיובשת, מודדת ומעצבתדוח בדיקה. ככלל, קביעת חלוקת גודל החלקיקים בשיטה זו משמשת בניתוח קרקעות חימר. זה נובע בדיוק מהעובדה שלחלקיקים באדמה כזו יש חלק דק, אותו ניתן לנתח לפי קצב הנפילה במדיה נוזלית.
שיטת רוטקובסקי
כמו כל השיטות העקיפות של ניתוח הרכב, טכניקה זו אינה מדויקת במיוחד ונותנת רק מושג כללי על היסודות הכלולים במסה הנחקרת. עצם העיקרון של קביעת מאפיינים של חלקיקים בשיטת רוטקובסקי מבוסס על שני פרמטרים. קודם כל, זו אותה מהירות נפילה של יסוד בתווך נוזלי. אבל במקרה זה, התלות נעוצה לא בין המהירות למקור החלקיק, אלא ביחס לדינמיקה של טבילה לגודל. והפרמטר השני, המאפשר לקבוע את ההרכב הגרנולומטרי של הקרקע בטכניקה זו, מבוסס על יכולת התנפחות של החלקיקים באותו תווך מימי. חלק זה של הניתוח חושף גם את האיכויות הפיזיקליות וגם, במובנים מסוימים, את האיכויות הכימיות של המסה.
שיטת מסננת
זוהי אחת השיטות הוותיקות והנפוצות ביותר לקביעת הרכב הקרקע. היא מבוססת על שימוש במערכות מיוחדות של נפות שמכניסות שברים באותו גודל, ואינן נותנות לחלקיקים בעלי פרמטרים גדולים יותר לעבור. השיטה פשוטה ומשתלמת לשימוש, ולכן היא משמשת לעתים קרובות בענף הבנייה, שם לא ניתן לארגן שיטות מורכבות של ניתוח עקיף. עם זאת, אי אפשר לבדוק את הרכב דרך מסננת עםניתן לייחס בביטחון לשיטות ישירות. עם זאת, ניתוח כזה לא יאפשר לקבוע, למשל, את ההרכב הגרנולומטרי של סלעים באותה דרגת דיוק כמו שמחקר מיקרומטרי יעשה. נכון, הדיוק יהיה תלוי במידה רבה בכלי הניתוח - כלומר, סט של נפות. ישנן שתי קטגוריות של מכשירים אלה. אחד מהם מתמקד בעבודה עם ניפוי ללא כביסה. במקרה זה, התאים בגודל של 0.5 עד 10 מ"מ. קבוצה אחרת מייצגת נפות בעלות שבר מעבר בין 0.1 ל-10 מ"מ.
איך משפיעה חלוקת גודל החלקיקים על צמחים?
גם השבר וגם הייצוג של מינרלים שונים משפיעים על התכונות האגרו-טכניות של הקרקע. בפרט, ההרכב יכול לקבוע את סביבת המים-אוויר של הקרקע, נטייתה לתהליכי שחיקה, צבירה, צפיפות, איכויות ביולוגיות וכימיות. כך, למשל, קרקעות חוליות וחרסיות גורמות לסביבה להיות חלשה מבחינת חילופי אוויר ולחות. הדבר פוגע ברוב הצמחים - במיוחד אלו הגדלים בתוך קרקע חקלאית, שם גם השכבה הפורייה מושפעת מאופי העיבוד. אבל ההרכב הגרנולומטרי חשוב לצמחייה, לא כל כך מבחינת המבנה והצפיפות, אלא מבחינת התוכן של אלמנטים שימושיים. לפעמים הנוכחות של מגנזיום, זרחן ומלחים כשלעצמה מספקת שכבה אופטימלית של בסיס תזונה, ומבטלת את הצורך בדשנים נוספים.
מסקנה
דוגמה לגישות טכנולוגיות לניתוח קרקע לפיזור גודל החלקיקים מראה כיצד מכשירי המדידה העדכניים ביותר אינם תחרותיים עם שיטות מחקר המשתמשות בחוקים ודפוסים פיזיקליים בסיסיים. כמובן, לא ניתן לומר כי קביעת ההרכב הגרנולומטרי של הקרקע באמצעות ניתוח מיקרומטרי מפסידה לשיטות עקיפות מבחינת ביצועים איכותיים. אבל מבחינת פרקטיות, הקבוצה השנייה היא יעילה יותר. יחד עם זאת, עצם הרעיון של שימוש באמצעים טכניים בעלי דיוק גבוה אינו מתבטל כלל. השיטות המבטיחות ביותר כוללות רק שילוב של שני עקרונות המחקר.
