آزمایش نفوذ مخروط (CPT)، آزمون درجایی است که یک کاوشگر مخروطینوک را با نرخ ثابت در زمین میراند و مقاومت نوک و اصطکاک جداره را اندازهگیری میکند. این آزمون پروفیلبرداری پیوسته و با تفکیکپذیری بالای خاک فراهم میآورد و ابزار اصلی برای ارزیابی روانگرایی و مشخصهیابی خاک است.
آزمایش نفوذ مخروط (CPT)، آزمون درجایی است که در آن یک کاوشگر مخروطینوک با نرخ ثابت (معمولاً ۲۰ میلیمتر بر ثانیه) در زمین رانده میشود و دو اندازهگیری اصلی ثبت میگردد: مقاومت نوک (q_c) و اصطکاک جداره (f_s). نسبت این دو (نسبت اصطکاک، R_f = f_s/q_c × ۱۰۰٪) نشانهای از نوع خاک ارائه میدهد — نسبتهای اصطکاک پایین نشاندهنده ماسه تمیز و نسبتهای اصطکاک بالا نشاندهنده رس هستند — که CPT را به ابزاری پیوسته و با تفکیکپذیری بالا برای پروفیلبرداری تبدیل میکند. سامانههای مدرن CPT همچنین اندازهگیری فشار منفذی در نوک مخروط (u₂) را شامل میشوند و پیزوکون (CPTu) را تشکیل میدهند — که اطلاعات اضافی درباره مشخصات زهکشی خاک و پاسخ فشار منفذی فراهم میآورد. CPT در بسیاری از کشورها به آزمون درجای غالب تبدیل شده است زیرا سریعتر، تکرارپذیرتر و دقیقتر از SPT پروفیلبرداری میکند.
CPT ابزار اصلی برای ارزیابی روانگرایی است. رویه سادهشده روانگرایی، که در اصل برای SPT توسعه یافت، به CPT گسترش یافته است: مقاومت نوک نرمالشده (q_c1N) برای برآورد نسبت مقاومت چرخهای (CRR) به کار میرود که با نسبت تنش چرخهای (CSR) برای محاسبه ضریب اطمینان مقایسه میشود. روش مبتنی بر CPT بهطور کلی قابلاعتمادتر از روش مبتنی بر SPT در نظر گرفته میشود زیرا CPT تکرارپذیری بهتر، تفکیک عمودی دقیقتر و مبنای نظری غنیتری برای تفسیر دارد. CPT همچنین برای طبقهبندی خاک (با استفاده از نمودار رابرتسون یا سامانههای مشابه)، برآورد وزن واحد خاک، چگالی نسبی، زاویه اصطکاک و مقاومت برشی زهکشینشده و مشخصهیابی دقیق چینهشناسی خاک به کار میرود. برای پروژههای حیاتی — بهویژه آنهایی که پتانسیل روانگرایی، سدهای باطله یا زیرساختهای بزرگ را دربر میگیرند — CPT معمولاً آزمون درجای اصلی است و SPT بهعنوان مکمل برای نمونهگیری و همبستگی به کار میرود.
CPT محدودیتهای مهمی دارد. نمیتواند در شنها، قلوهسنگها، تختهسنگها یا رسهای بسیار سخت نفوذ کند — برای این مصالح، CPT متوقف میشود و روشهای جایگزین لازم است. هیچ نمونهای برای آزمایش آزمایشگاهی فراهم نمیآورد که استفاده از آن را برای مشخصهیابی رفتار خاک تحت شرایط کنترلشده محدود میکند. تفسیر نیازمند تجربه است، بهویژه برای انواع خاک غیرمعمول یا خاکهای سیمانیشده که همبستگیهای استاندارد ممکن است در آنها اعمال نشود. در ایران، CPT بهطور فزایندهای برای بررسی ژئوتکنیکی پروژههای مهم به کار میرود، هرچند SPT به دلیل عمل تاریخی و در دسترس بودن تجهیزات رایجتر باقی مانده است. رویه مدرن بهطور فزایندهای CPT را با روشهای دیگر — اندازهگیریهای سرعت موج برشی (CPT لرزهای، SCPT)، آزمونهای اتلاف فشار منفذی و نمونهگیری — ترکیب میکند تا مشخصهیابی جامع ساختگاه فراهم آید. برای ارزیابی خطر لرزهای، ترکیب اندازهگیریهای CPT، SPT و Vs مبنای استواری برای ارزیابی پتانسیل روانگرایی، نرمشدگی چرخهای و پاسخ ساختگاه فراهم میآورد. ابزارهای نرمافزاری نظیر CLiq (از Geologismiki) و LiqSVs (از دانشگاه واشنگتن) رویههای استاندارد روانگرایی مبتنی بر CPT را پیادهسازی میکنند و بهطور گسترده در عمل به کار میروند. در ایران، ارزیابی روانگرایی مبتنی بر CPT در حال پذیرش است، بهویژه در پروژههایی با مشاوران بینالمللی یا جایی که خطر روانگرایی قابلتوجهی وجود دارد.