اختبار الاختراق المخروطي (CPT)، باعتبارها طريقة حديثة تتسم بالكفاءة والمستمرة والموثوقة-لاختبار الهندسة الجيوتقنية في الموقع، فإن قيمتها ودقتها تعتمد إلى حد كبير على نظام المعدات المستخدم. يعد نظام معدات CPT الكامل عبارة عن مجمع تكنولوجي متكامل للغاية.
I. نظام الاختراق الأساسي: توفير طاقة مستقرة
نظام الاختراق هو "قلب الطاقة" لـ CPT، وهو المسؤول عن الضغط على قضيب المسبار في الأرض بسرعة ثابتة وعموديًا. وتنقسم بشكل رئيسي إلى فئتين:
النظام المثبت على المركبة: يتم دمج مجموعة المعدات بالكامل في شاحنة ثقيلة أو مركبة خاصة، مع جهاز دفع هيدروليكي خاص بها ونظام رد فعل (عادةً ما يستخدم وزن المركبة). تتميز بقدرة حركة قوية ومناسبة للمواقع التي يمكن الوصول إليها بسهولة.
المقطورة/النظام المحمول: يشمل الأنظمة المركبة على مقطورة-أو المركبة في حاويات أو الأنظمة الصغيرة وخفيفة الوزن. إنها توفر قوة رد فعل من خلال المراسي الأرضية، أو الأوزان الثقيلة، أو من خلال استخدام الهياكل الموجودة، مما يوفر مرونة عالية وملاءمة للمواقع ذات الوصول المحدود، أو المواقع النائية، أو المشاريع الداخلية.
ثانيا. مكونات الكشف الرئيسية: "الأعصاب الحسية" الموجودة تحت السطح
هذه هي وحدات الاستشعار الأساسية التي تحصل مباشرة على المعلومات تحت السطح، وعادةً ما يتم دمجها في مسبار الطرف المخروطي الموجود في مقدمة قضيب المسبار:
مستشعر مقاومة الطرف المخروطي: يقيس المقاومة النهائية التي يواجهها المسبار أثناء اختراقه لطبقة التربة.
مستشعر كم الاحتكاك الجانبي: يقع خلف الطرف المخروطي، وهو يقيس مقاومة الاحتكاك الجانبي المحلي لطبقة التربة المحيطة بقضيب المسبار.
مستشعر ضغط الماء المسامي: يقع عادةً خلف طرف المخروط أو على سطح المخروط، ويتم استخدامه لقياس ضغط الماء المسامي الزائد الناتج أثناء الاختراق، وهو أمر بالغ الأهمية لتحديد أنواع التربة وتقييم سلوك الصرف.
أصبحت مجسات CPTU المتقدمة الحديثة (CPT مع قياس ضغط المسام) هي المعيار الصناعي. تقوم بعض المجسات أيضًا بدمج مقاييس الميل أو الموجات الزلزالية أو وحدات المقاومة، مما يحقق اكتشافًا متكاملاً متعدد الوظائف-.
ثالثا. الحصول على البيانات ونظام التحكم
وحدة الحصول على البيانات: تستقبل جميع إشارات الاستشعار من المسبار وتضخيمها ورقمنتها في الوقت الفعلي.
وحدة التحكم والمراقبة: يقوم المشغل بتعيين معدل الاختراق (المعياري هو 2 سم/ثانية) من خلال وحدة التحكم ومراقبة العمق ومنحنيات المعلمات المختلفة وضغط الاختراق وحالة المعدات في الوقت الفعلي لضمان امتثال عملية الاختبار للمواصفات.
نظام برمجي: يستخدم للتحكم في تشغيل المعدات،-عرض البيانات في الوقت الفعلي، وتخزين البيانات، وتحليل ما بعد-المعالجة.
رابعا. مكونات الدفع والتوصيل: "إطار العمل" القوي
قضبان المسبار:-قضبان مجوفة من الفولاذ عالي القوة مزودة بأسلاك داخلية لنقل إشارات المسبار إلى السطح مرة أخرى. يبلغ طول كل قضيب عادةً مترًا واحدًا ويجب أن يتمتع بعمودية جيدة وقوة الالتواء.
جهاز قياس العمق: يقيس بدقة عمق اختراق قضيب المسبار للأرض. يتضمن هذا عادةً عجلة تشفير أو مستشعرًا مرتبطًا بنظام الدفع؛ الدقة أمر أساسي لموثوقية البيانات.
النظام الهيدروليكي وجهاز التثبيت: يوفران دفعًا سلسًا ويمكن التحكم فيه للاختراق ويضمن قبضة آمنة على سلسلة قضيب المسبار عند إضافة قضبان جديدة.
