واختبار الانحناء لتحديد الحد البلاستيك Atterberg في التربة

الهدف العام من هذا الإجراء الجديد هو تحديد حد اللدونة في التربة عن طريق قياس تشوهات الانثناء. تتأثر طريقة دحروجة الخيط التقليدية بشكل كبير بمهارة مشغلي المختبر، لذا يتم تقديم نهج بديل. تتيح هذه الطريقة الحصول على حد اللدونة بناءً على معيار واضح وموضوعي.

وبناءً على ذلك، فإن النتائج التي تم الحصول عليها موثوقة للغاية لتصنيف التربة وتحديد هويتها لأغراض نباتية. وتتمثل الميزة الرئيسية لهذه التقنية في أنها ليست سريعة وبسيطة ومنخفضة التكلفة فحسب، بل دقيقة أيضاً وخالية من التفسيرات الشخصية. ابدأ بعينة تربة ناعمة، ثم جففها عند 60 °C أو أقل، حسب الحاجة.

بعد ذلك، قم بتفكيك التربة يدويًا باستخدام هاون. ويُفضل استخدام مدقة مبطنة بالمطاط لتجنب تكسير حبيبات الرمل. ثم مرر العينة عبر منخل بفتحات 0.4 millimeter وتخلص من التربة المجمعة في المنخل.

الآن، خذ حوالي 20 إلى 40 جراماً من التربة وبللها على لوح زجاجي غير ماص. بعد ذلك، اعجن العينة باستخدام ملعقة معدنية حتى يتم الحصول على خليط متجانس من التربة والماء. وباستخدام قفازات لاتكس، قم بتشكيل الخليط على هيئة كرة يتراوح قطرها بين ثلاثة وخمسة سنتيمترات.

الآن، قم بتشكيل كرة ثانية بكمية مياه أكثر أو أقل من الأولى، بحيث يكون للكرتين محتويان مختلفان من الرطوبة. يجب ألا تتفتت كرات التربة أو تلتصق عند التعامل معها. بعد ذلك، قم بلف كل كرة من كرات التربة بغشاء لاصق (cling film) ووضعهما في كيس محكم الإغلاق.

يُحفظ الكيس لمدة 24 ساعة في ظروف محكمة الإغلاق. وبعد فترة الموازنة الحرارية، وباستخدام قفازات لاتكس، يتم تسوية كرة التربة على لوح زجاجي أملس لتحويلها إلى قرص بسمك يصل تقريبًا إلى 3 mm. يوضع غلاف بلاستيكي شفاف فوق سطح القرص لمنع فقدان الرطوبة.

بعد ذلك، وباستخدام أداة تشكيل خيطية، يتم تقليل السماكة لتصل بدقة إلى 3 mm. الآن، قم بقص الحواف المسننة لكتلة التربة المسطحة باستخدام ملعقة مختبر (spatula)، وقم بتشكيل شرائح من التربة لا يقل طولها عن 52 mm، وعرضها 3 mm. تالياً، قم بدرفلة شريحة التربة باستخدام أداة التشكيل الخيطية حتى يتحول المقطع المربع إلى شكل دائري، بحيث يصبح القطر 3 mm.

إذا كانت الشريط جافاً جداً ويتفتت، أو لزجاً جداً، كرر الاختبار باستخدام تربة ذات محتوى مائي أعلى أو أقل. بعد ذلك، ضع خيط التربة بجانب الجانب الأمامي من قالب الخيوط، واستخدم عرض قالب الخيوط لجعل الأسطوانة بطول 52 مليمتر بالضبط. الآن، اقلب قالب الخيوط رأساً على عقب، واجعل القطعة الأسطوانية ملامسة للجزء المركزي من خيط التربة.

ضع الدافعات الفولاذية بحيث تلامس مركز خيط التربة. بعد ذلك، حرك الدافعات الفولاذية بعناية نحو أطراف خيط التربة في مسار دائري. كرر هذه الحركة حتى الوصول إلى نقطة التصدع.

إذا ظهر الشق الأول بالقرب من إحدى أطراف الخيط، فاستمر في ثني الطرف الآخر حتى يظهر الشق الثاني عند الطرف المقابل. الآن، قم بإزالة قالب الخيط واستخدم الفرجار لقياس المسافة بين الجزء المركزي لكل طرف بدقة 0.1 millimeter. بعد ذلك، ضع خيط التربة في حاوية معلومة الوزن، وقم بتغطيتها لمنع فقدان الرطوبة.

إذا كانت تشوهات الانحناء كبيرة لدرجة أن أطراف الخيط تتلامس، فقم بإزالة الدافعات وقالب تشكيل الخيوط، واستمر في ثني خيط التربة يدويًا حتى نقطة التصدع. ثم قم بقياس المسافة بين أطراف الخيط، وسجل قيمة سالبة. ومن التربة الزائدة، قم بتشكيل خيوط إضافية أخرى، ولكن لا تقطع أطرافها.

قم بتخزين هذه في الحاوية نفسها، ثم غطِّها مرة أخرى. الآن، قم بإعداد خيط تربة ثانٍ بطول 52 ملليمتر، تماماً مثل الخيط الأول. كرر عملية الثني على خيط التربة الثاني.

إذا كانت النتائج متشابهة، فلا تقم بثني المزيد من الخيوط. أما إذا كانت مختلفة، فقم بتشكيل وثني خيط تربة واحد آخر على الأقل، حتى يتم الحصول على قياسات متوافقة. وبمجرد الحصول على خمسة جرامات كحد أدنى من الخيوط، سجل وزن الحاوية التي تحتوي على خيوط التربة بدقة لا تقل عن 01 جرام.

الآن، كرر العملية بأكملها لكرة التربة الثانية. ابدأ بوضع وعائي خيوط التربة غير مغطيين في فرن عند 105 درجة Celsius لتجفيف التربة لمدة 18 ساعة على الأقل. وفي اليوم التالي، ضع الأوعية في مجفف (desiccator).

بمجرد أن تبرد الحاويات لتصل إلى درجات الحرارة المحيطة، سجل أوزانها بدقة لا تقل عن 01 جرامات. بعد ذلك، ضع الحاويات مرة أخرى في الفرن نفسه لمدة ست ساعات إضافية على الأقل. ثم بردها مرة أخرى في مجفف، وقم بقياس وزنها.

استمر في تكرار هذه العملية حتى تتطابق قياسات الوزن لمرتين متتاليتين تماماً، وهو ما يمثل وزن التربة عند جفافها. الآن، وباستخدام محتوى الماء المعروف، W، وانحناء كرة التربة عند التشقق، B، احسب حد اللدونة لكل كرة تربة. بعد ذلك، استخدم القيمة المتوسطة لتوصيف التربة.

يمثل الرقم 0.108- في معادلة حد اللدونة القيمة المتوسطة لميل النهاية التي تم الحصول عليها في دراسة سابقة باستخدام انقلاب متعدد خضع فيها 24 نوعاً من التربة للاختبار. ويشير الرقم 2.135 إلى متوسط قيمة الانحناء المقابلة لحد اللدونة في منحنى الانحناء لتلك التربات الـ 24، وفقاً لاختبارنا الأصلي متعدد النقاط. وقد تمت مقارنة حدود اللدونة المحسوبة من 30 نوعاً من التربة باستخدام اختبار الانحناء الموصوف، مع اختبار الانحناء الأصلي متعدد النقاط واختبار الدرفلة القياسي.

قام مشغل ذو خبرة عالية بتنفيذ كل اختبار، وكانت النتائج متشابهة للغاية. وقد ارتبطت نتائج حد اللدونة التي تم الحصول عليها من خلال اختبار الانحناء الجديد ارتباطاً وثيقاً باختبار الانحناء الأصلي، واختبار دحرجة الخيوط القياسي. وكانت معظم النتائج مترابطة تماماً، حتى مع الترب التي تتسم بلدونة منخفضة جداً.

بعد مشاهدة هذا الفيديو، سيكون لديك فهم جيد لكيفية تحديد الحد اللدن بشكل فوري ودقيق من خلال اختبار بسيط لا يلعب فيه المشغل دوراً حاسماً في النتيجة النهائية. وبمجرد إتقان هذه التقنية، يمكن تنفيذها في غضون خمس إلى عشر دقائق، مما يجعلها أسرع حتى من الاختبار التقليدي.

بالإضافة إلى أدائه السريع، فإن بساطة هذا الاختبار وانخفاض تكلفته ودقته تجعله متاحاً وبسهولة لأي مختبر. وبعد تطويره، مهدت هذه التقنية الطريق للباحثين والشركات في مجالات الجيوتقنية والزراعة والسيراميك وعلوم التربة للحصول على نتائج أكثر موثوقية لحد اللدونة.