Содержание
Методы определения гранулометрического состава грунтов (ГОСТ 12536-79)
1. Общие положения
Гранулометрическим (зерновым) составом называется весовое содержание частиц различной крупности, выраженное в процентах по отношению к массе сухой пробы, взятой для анализа.
Выделяют шесть основных фракций (табл. 1).
Таблица 1
Фракции (частицы) | Размер частиц, мм |
Валунные (глыбовые) Галечниковые (щебенистые) Гравийные (дресвяные) Песчаные Пылеватые Глинистые | Более 200 10 – 200 2 – 10 От 2 до 0,05 0,05 до 0,005 Менее 0,005 |
Определение гранулометрического состава заключается в разделении грунта на отдельные гранулометрические элементы. Методы определения гранулометрического состава грунтов можно разделить на прямые и косвенные.
К прямым относятся методы, основанные на непосредственном (микрометрическом) измерении частиц в поле зрения оптических и электронных микроскопов или с помощью других электронных и электронно-механических устройств. В практике прямые (микрометрические) методы не получили широкого распространения.
К косвенным относятся методы, которые базируются на использовании различных зависимостей между размерами частиц, скоростью осаждения их в жидкой и воздушной средах и свойствами суспензии. Это группа методов, основанных на использовании физических свойств суспензии (ареометрический, оптический и др.) или моделирующих природную седиментацию (пипеточный, отмучивания и др.).
Ареометрический метод основан на последовательном определении плотности суспензии грунта через определенные промежутки времени с помощью ареометра. По результатам определений рассчитывают диаметр и количество определяемых частиц по формуле или с помощью номограммы. Этим методом определяют содержание в грунте частиц диаметром менее 0,1 мм.
Содержание фракций крупнее 0,1 мм определяют ситовым методом.
Устройство ареометра (рис. 1) основано на законе Архимеда: всякое погруженное в жидкость тело теряет в своем весе столько, сколько весит вытесненная им жидкость. При постоянном объеме тела, погруженного в жидкость, более тяжелой жидкости будет вытеснено меньше, а более легкой – больше. Таким образом в легкую жидкость тело будет погружено на большую глубину, в тяжелую на меньшую. Следовательно, чем больше концентрация суспензии, тем больше ее плотность и меньше глубина, на которую погружается в нее ареометр.
Рис.1. Устройство ареометра
При отстаивании суспензии частицы грунта, подчиняясь закону силы тяжести, падают на дно сосуда, и плотность суспензии уменьшается. Соответственно ареометр по мере выпадения частиц постепенно погружается в суспензию глубже и глубже.
Пипеточный метод используется для определения гранулометрического состава глинистых грунтов в комбинации с ситовым.
Этот метод основан на разделении частиц грунта по скорости их падения в спокойной воде. Скорость осаждения частиц (v, см/с) определяется по формуле Стокса:
где r – радиус частиц, см; γs – плотность частиц, г/см3; γw–плотность воды, г/см3; g – ускорение свободного падения, см/с2; η – коэффициент вязкости воды.
Через определенные интервалы времени пипеткой из суспензии грунта с различных глубин отбирают пробы, которые затем высушивают и взвешивают.
К косвенным методам также относится и полевой метод Рутковского, который дает приближенное представление о гранулометрическом составе грунтов. В основу метода положены:
1) различная скорость падения частиц в воде в зависимости от их размера;
2) способность глинистых частиц набухать в воде.
С помощью метода Рутковского выделяют три основные фракции: глинистую, песчаную и пылеватую.
В полевых условиях на практике этот метод целесообразно применять для определения песков пылеватых и супесей.
В особую группу выделяют методы определения размеров частиц с помощью ситовых наборов. Они занимают промежуточное положение между прямыми и косвенными методами и широко используются в практике самостоятельно или в комбинации с другими методами.
Гранулометрический состав песчаных и глинистых грунтов при исследованиях для строительства в лабораториях следует определять методами, предусмотренными табл. 2.
Ситовой метод — один из основных в практике исследований грунтов для строительства. Метод используется для определения гранулометрического состава крупнообломочных и песчаных грунтов, а также крупнозернистой части пылевато-глинистых грунтов.
Таблица 2
Грунты | Метод определения |
Песчаные, при выделении зерен песка крупностью: от 10 до 0,5 мм от 10 до 0,1 мм Глинистые | Ситовой метод без промывки водой Ситовой метод с промывкой водой Ареометрический, пипеточный (применяется только для специальных целей) |
Сущность метода заключается в рассеве пробы грунта с помощью набора сит.
Для разделения грунта на фракции ситовым методом без промывки водой применяют сита с отверстиями диаметром 10; 5; 2; 1; 0,5 мм; с промывкой водой – сита с размером отверстий 10; 5; 2; 1; 0,5; 0,25; 0,1 мм. Ситовой метод с промывкой водой обычно применяют для определения гранулометрического состава мелких и пылеватых песков.
Гранулометрический состав грунтов является определяющим фактором для физико-механических свойств грунтов. От него зависят пластичность, пористость, водопроницаемость, сжимаемость, сопротивление сдвигу грунтов и др.
Гранулометрический состав служит для классификации грунтов.
2. Классификация грунтов
Согласно действующему ГОСТу по гранулометрическому составу классифицируются крупнообломочные и песчаные грунты (табл. 3).
Глинистые грунты подразделяются по числу пластичности (табл. 4). В строительной практике также используют упрощенную классификацию грунтов по содержанию глинистых частиц (табл. 5).
Таблица 3
Грунты | Размер частиц d, мм | Масса воздушно-сухого грунта, % |
Крупнообломочные | ||
Валунный грунт (при преобладании неокатанных частиц – глыбовый) | d > 200 | > 50 |
Галечный грунт (при преобладании неокатанных частиц – щебенистый) | d > 10 | > 50 |
Гравийный грунт (при преобладании неокатанных частиц – дресвяный) | d > 2 | > 50 |
Песчаные | ||
Песок гравелистый | d > 2 | > 25 |
Песок крупный | d > 0,5 | > 50 |
Песок средней крупности | d > 0,25 | > 50 |
Песок мелкий | d > 0,1 | ≥ 75 |
Песок пылеватый | d > 0,1 | < 75 |
Примечание.
Для установления наименования грунта последовательно суммируют проценты частиц исследуемого грунта: сначала крупнее 200 мм, затем крупнее 10 мм, далее крупнее 2 мм и т.д. Наименование грунта принимается по первому удовлетворяющему показателю в порядке расположения наименования в таблице.
Таблица 4
Грунт | Число пластичности, Jp |
Супесь Суглинок Глина | 1 ≤ Jp≤ 7 7 < Jp≤ 17 Jp> 17 |
Таблица 5
Грунт | Содержание глинистых частиц, % |
Глина Суглинок Супесь Песок | Более 30 30 – 10 10 – 3 Менее 3 |
3.
Графическое изображение гранулометрического состава грунтов
Существует несколько способов для графического изображения гранулометрического состава, из которых чаще всего используется способ интегральной кривой и диаграммы – треугольника.
Интегральная кривая – это график, отражающий суммарное содержание фракций мельче определенного диаметра (рис. 2). Для построения кривой по оси абсцисс используют полулогарифмический масштаб, т.е. откладывают не диаметры частиц, а их логарифмы. В начале координат ставят число 0,001, а затем принимая lg10 = 1 равным 5 см, откладывают вправо четыре раза по 5 см, делая отметки, ставя против них последовательно числа 0,01; 0,1; 1; 10. Расстояние между каждыми двумя метками делят на 9 частей пропорционально логарифмам чисел 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 (табл. 6).
Таблица 6
Число | Логарифм | Доля отрезка (от 5 см) |
2 3 4 5 6 7 8 9 | 0,301 0,477 0,602 0,699 0,778 0,845 0,903 0,988 | 1,5 2,4 3,0 3,5 3,9 4,2 4,5 4,9 |
По оси ординат отмечают суммарное содержание фракций в процентах в нарастающем порядке от наименьшего диаметра к наибольшему.
Интегральная кривая гранулометрического состава дает возможность оценить степень неоднородности гранулометрического состава Cu
где d60 и d10 – размер частиц, соответствующий ординатам 60 % и 10 % соответственно на интегральной кривой.
Согласно действующему ГОСТу, если Cu< 3 – грунт однородный, если Сu> 3 – неоднородный.
Диаграмма – треугольник Фере (рис. 3) позволяет изображать содержание трех основных фракций — песчаной, пылеватой и глинистой. В треугольнике Фере использовано свойство равностороннего треугольника – сумма перпендикуляров, опущенных из какой-либо точки внутри треугольника на три стороны, равна высоте треугольника.
Рис. 2. Интегральная кривая грансостава грунта
Если разделить стороны и высоту треугольника на 100 частей и откладывать содержание в грунте глинистых, пылеватых и песчаных частиц (в процентах) от разных сторон треугольника, то получим изображение гранулометрического состава грунта в виде точки.
Этот способ позволяет наносить на один чертеж очень большое число анализов.
На рис. 3 изображены результаты гранулометрического анализа трех образцов грунта со следующим содержанием основных фракций в процентах. Образец 1: содержание песка 20, пыли 40, глины 40; образец 2: содержание песка 5, пыли 35, глины 60; образец 3: содержание песка 55, пыли 15, глины 30.
Рис. 3. Треугольник Фере
Структура грунтов основания фундаментов
Вернуться на страницу «Основания фундаментов»
Грунты рассматривают как переменные части много-компонентой системы. Основными компонентами грунтов являются твердые частицы минерального и органического происхождения, вода или любая другая жидкость и воздух или любой другой газ. Состав и свойства этих компонентов, их количественное соотношение и характер взаимодействия обусловливают свойства грунтов.
Если грунт состоит из твердых частиц, все поры между которыми заполнены водой, то он представляет собой двухкомпонентную (двухфазную) систему.
Чаще всего в грунте, кроме твердых частиц и воды, присутствует воздух. Такой грунт является трехкомпонентной (трехфазной) системой. В мерзлом грунте, кроме того, содержится лед, характеризующий грунт как четырехкомпонентную (четырех-фазную) систему.
Все грунты состоят из различных по крупности, формы и минералогическому составу твердых частиц. Их размеры и форма оказывают существенное влияние на свойства только дисперсных грунтов.
В современном почвоведении принята классификация твердых минеральных частиц по размерам. В основу этой классификации положены экспериментальные данные, основанные на учете изменений свойств минеральных частиц при переходе из одной группы (фракции) в другую.
В частицах, размером 2 мм, практически отсутствует молекулярная влагоемкость, а в песке, состоящий из таких частиц — капиллярное поднятие воды, но этот песок имеет очень большую водопроницаемость. Содержание в песке пылевидных частиц существенно снижает его пористость и водопроницаемость, увеличивает капиллярное поднятие и может дать ему некоторую связность.
Грунт, состоящий из частиц размером 0,25 … 0,05 мм, достаточно водопроницаем, а грунт, состоящий из пылеватых частиц, слабо водопроницаемый и плохо отдает воду.
Минеральные частицы крупностью 2 … 0,05 мм (песчаные частицы) компактные с небольшой удельной поверхностью, форма их шарообразная или ребриста, а поверхность гладкая или шероховатая, покрыта мелкими углублениями, выступами и царапинами.
В дисперсных грунтах, состоящих преимущественно из крупнообломочных частиц (> 2 мм), которые используются в качестве основы зданий и сооружений, форма и поверхность частиц значения практически не имеет. В грунтах,состоящих из песчаных частиц, одни и те же окатанные и неокатанные песчаные фракции придают ему разную высоту капиллярного поднятия, водопроницаемость и сопротивление сдвигу.
Глинистые частицы имеют вид чешуек, пластин или игл неправильной формы, в результате глинистые частицы имеют гораздо большую (в 860 раз и больше) удельную поверхность по сравнению с песчаными.
Пылеватые частицы по характеристикам занимают промежуточное (между песчаными и глинистыми частицами) положение.Крупнообломочные частицы, как правило, полиминеральные: каждая частица состоит из нескольких минералов. Песчаные и пылеватые частицы мономинеральные: каждая представляет собой какой-нибудь один минерал. Глинистые частицы также мономинеральные. Однако следует иметь в виду, что при переходе частиц в процессе выветривания из фракции пылевидных во фракцию глинистых их минеральный состав резко меняется.
Твердый компонент минеральных почв может быть представлен не одними минеральными частицами, в его составе могут находиться и частицы гумуса — органического вещества, образующегося и накапливающегося в земной коре в результате разложения растительных и животных остатков. В одних случаях наличие органических частиц ухудшает свойства минеральных почв, а в других — улучшает. Это зависит от состава, состояния и количества частиц органического происхождения. Например, небольшое количество гумуса в водонасыщенных мелких и пылеватых песках придает им плывунные свойства, а в маловлажных песках — связности, а, следовательно, и прочности.
Органические частицы составляют основную часть твердых компонентов органических связных дисперсных грунтов — мулов, заторфованных грунтов и торфов. В естественных условиях образования грунтов представляют собой смесь различных по крупности и происхождения частиц.
Определение частиц почвы, текстуры, структуры и плотности с помощью классификации
Изучение частиц почвы, текстуры, структуры и плотности является очень важной частью почвоведения. В этой статье подробно обсуждаются определение, классификация и сравнение частиц почвы, текстуры, структуры и плотности.
Содержание
Как кастрировать свиней с помощью перевяз…
Пожалуйста, включите JavaScript
Как кастрировать свиней с помощью перевязей (с 5 видео) 2022
Частицы почвы:
Частицы, составляющие неорганическую часть почвы и имеющие диаметр 2 мм или менее, называются частицами почвы. Есть 3 частицы почвы, а именно песок, ил и глина.
Частицы диаметром более 2 мм не включаются в состав почвенных частиц.
Это камни, гравий, галька и т. д.
Отделение почвы:
Частицы почвы в пределах указанных пределов размера называются выделениями почвы. Примеры –
- Песок: диаметр 2,0–0,02 мм
- Ил: диаметр 0,02–0,002 мм
- Глина: диаметр <0,002 мм
Механический анализ: 90 003
Аналитическая процедура, с помощью которой частицы разделяются на Различные группы размеров от крупного песка через ил до самой мелкой глины определяются механическим анализом.
Классификация частиц почвы:
Частицы почвы можно разделить на 3 системы –
1. Система ISSS (Международное общество почвоведов):
Частицы почвы Диапазон диаметров (мм)
- Крупный песок 027 Мелкий песок 0,2 – 0,02
- Ил < 0,002
2. Система Министерства сельского хозяйства США:
Частицы почвы Диапазон диаметров (мм)
- Песок очень крупный 2,0–1,0
- Песок крупный 1,0–0,5
- Песок средний 0,5–0,2 5
- Мелкий песок 0,25–0,1
- Очень мелкий песок 0,1–0,05
- Ил 0,05 – 0,002
- Глина < 0,002
3.
MIT (Массачусетский технологический институт):
Частицы почвы Диапазон диаметров (мм)
- Песок крупный 2,0 – 0,6
- Песок средний 0,6–0,2
- Песок мелкий 0,2 – 0,06
- Ил 0,06 – 0,002
- Глина < 0,002
4. FAA (Федеральное авиационное агентство):
Почва частицы Диапазон диаметров (мм)
- Песок 2 – 0,075
- Ил 0,075 – 0,005
- Глина < 0,005
Почва может быть отнесена к 12 классам по текстуре:
- Песок
- Суглинистый песок
- Суглинок
- Илистый суглинок
- Ил
- Супесчаный суглинок
- Глина Суглинок
- Илистая глина Суглинок
- Песчаная глина
- Илистая глина
- Глина
9002 7 Песчаный суглинок
Частицы почвы
Сравнительные характеристики песка, ила и глины:
| Характер/Свойства | Песок | Ил | Cla y |
| Средства наблюдения | Невооруженный глаз | Микроскоп | Электронный микроскоп |
| Размер( мм) Система ISSS | 2,0 – 0,02 | 0,02 – 0,002 | < 0,002 |
| Форма | Круглая | Пластина | |
| Водоудерживающая способность | Низкая | Средняя | Высокая |
| Инфильтрация | Очень Быстрый | Средний | Медленный |
| Крупные минералы | Кварц | Кварц | Вермикулит |
| Второстепенные минералы | Полевой шпат, роговая обманка, слюда | Полевой шпат, слюда, роговая обманка, оксиды Fe, Al | Оксиды Fe и Al |
| Макропоровое пространство | Большое | Среднее | Очень маленькое |
| Микропоровое пространство | Мелкое | Самая высокая | |
| Площадь поверхности | Низкая (0,1 м 2 /г) | Средняя (1 м 2 /г) | Высокая (10 – 1000) м 2 /г |
| Пластичность, липкость Набухание, Адгезия, Когезия | Средняя | Высокая | |
| Обработка почвы | Легкая | Средняя | Тяжелая |
| Фертильность | Очень низкая | Средняя | Очень высокая |
| Химическая активность | Неактивная | Слабо активная | Очень активно |
| Поглощение питательных веществ | Нет | Слабое | Высокое |
Сравнительные характеристики песка, ила и глины
Структура почвы:
Структура почвы относится к относительной грубости или тонкости почвы.
В частности, текстура представляет собой относительные пропорции песка, ила и глины или групп частиц меньшего размера, чем гравий. Песчаная текстура почвы указывает на грубую или легкую текстуру почвы. Точно так же глинистая текстура почвы указывает на мелкую или тяжелую текстуру почвы.
Классы текстуры:
Структура почвы — это основное свойство почвы. Каждая почва содержит 3 частицы – песок, ил и глину в разных пропорциях. Почвы сгруппированы в 12 классов гранулометрического состава в зависимости от тех же пределов изменчивости.
Текстурные классы для повышения тонкости: –
| Общее название | Текстура | Текстурный класс 9 0154 |
| Песчаные почвы | Крупнозернистые | · Песок · Суглинистый песок: Песок (23-52%), Ил (28-50%), Глина (7-23%) |
| Суглинистые почвы | Средние | · Супесчаный · Суглинок · Илистый суглинок · Ил · Супесчано-глинистый суглинок · Илисто-суглинок · Суглинок |
| Глинистые почвы | Мелкие/тяжелые 9 0154 | · Песчаная глина: песок (45–65%), ил (0–20%), Глина (35-45%) · Алевритистая глина · Глина |
Основные текстурные группы: Три основные текстурные группы –
- 9001 3 Песчаная группа (Песчаные грунты): Песчаная группа содержит не менее 70 % песок.
- Группа суглинков (Суглинистые почвы): Группа суглинков не содержит равных пропорций песка, ила и глины, но проявляет легкие и тяжелые свойства примерно в равных пропорциях.
- Глинистые группы (Глинистые грунты): Глинистая группа содержит глины не менее 35%, а в большинстве случаев не менее 40%.
Суглинистый тип почвы подходит для выращивания сельскохозяйственных культур, поскольку он обеспечивает надлежащую аэрацию, удержание питательных веществ, удерживающую способность и легкость проникновения корней.
Важность состава почвы:
1. Структура почвы является одним из основных соображений при классификации почв.
2. Скорость и степень многих важных реакций в почвах определяются механическим составом почвы.
3. Некоторые важные физические свойства почвы, такие как аэрация, движение воды, проникновение корней, способность удерживать питательные вещества и способность удерживать воду, сильно зависят от механического состава почвы.
Например –
- Аэрация и движение воды – Больше в песчаных почвах, меньше в глинистых.
- Проникновение корней – легко в песчаных почвах, трудно в глинистых почвах.
- Способность удерживать воду и питательные вещества – Меньше в песчаной почве, больше в глинистой почве.
4. Структура почвы в некоторой степени указывает на стадию выветривания горных пород.
5. Пригодность культур зависит от состава почвы. Например, песчаная почва подходит для арбуза, дыни, арахиса и т. д. Глинистая почва подходит для риса.
6. Характер обработки почвы также зависит от механического состава почвы.
Структура почвы:
Термин «текстура» используется для обозначения размера частиц почвы. Однако частицы почвы обычно остаются вместе в виде агрегатов. Природные агрегаты называются педами, а искусственные агрегаты известны как комья. Структура почвы относится к расположению частиц почвы в определенном порядке.
Классификация строения грунта:
1.
По форме педов (известных как структурные типы) –
- Пластинообразный
- Призматический – Столбчатый, призматический
- Блочный – угловатый, подугловой
- Шаровидный – зернистый, крошковидный
900 13 2. На основе размеров педов (называемых структурными класс) –
- Очень тонкий (очень тонкий): диаметр < 1 мм
- Тонкий (тонкий): диаметр 1–2 мм
- Средний: диаметр 2–5 мм
- Крупный: диаметр 5–10 мм
- Очень крупный (очень толстый): > 10 мм в диаметре
3. На основании степени стабильности или структурных классов –
- Структура меньше: Частицы не организованы в агрегаты peds. Массивный: последовательный внешний вид. например, плотная глина. Одно зерно: несвязный внешний вид. например, рыхлый песок
- Слабый: плохо сформированные пешеходы, находящиеся на расстоянии.
- Умеренная: Хорошо сформированные и умеренно прочные побеги, не очень отчетливые.
- Сильный: хорошо развитые ноги, довольно прочные и отчетливые.
Типы структуры почвы:
Существует четыре основных типа структуры почвы, которые описаны ниже –
1. Пластинчатая: Педы расположены в виде горизонтальных пластин, листочков или линз.
Встречаемость: Поверхностные ровные подповерхностные слои целинных почв.
Рис.: Пластинообразные
2. Призмообразные: Ноги вертикально развиты, придавая форму столба. Когда вершины призм закруглены, структура называется столбчатой, а когда плоская – призматической.
Распространение: Подгоризонты засушливых и полузасушливых районов.
3. Блок типа: Педы расположены в форме куба и все три измерения имеют примерно одинаковый размер. Когда грани острые, расположение называется угловатым блочным, а закругленное — подугловым блочным.
Распространение: Недра влажного региона.
4. Сферообразные: Ножки имеют округлую форму и обычно меньшего размера. Заполнители обычно называют гранулированными, которые не являются пористыми или относительно менее пористыми. Когда гранулы более пористые, применяется термин крошка.
Встречаемость: Поверхностная почва с высоким содержанием органических веществ.
Генезис структуры почвы:
Механизм образования структуры очень сложен. Для образования агрегатов частицы почвы должны коагулировать или флокулировать и должны быть связаны между собой какими-либо вяжущими или цементирующими материалами, такими как экссудаты корней растений, органические вещества, оксиды Fe и Al, карбонаты Ca и Mg.
Образование агрегатов в почве в значительной степени зависит от –
- Содержание глины: Большее количество и более мелкие частицы глины обладают высокой способностью к обмену оснований в почвенной форме, агрегатируется очень эффективно и легко.
- Органические вещества: При разложении органических веществ образуются гуминовые кислоты и другие липкие вещества, которые помогают образовывать агрегаты.
- Абсорбированные катионы: На образование агрегатов влияет название катионов, абсорбированных почвенными коллоидами. Ca ++ Ион оказывает флоккулирующее действие на глину, что способствует формированию стабильной грануляции почвенных частиц, в то время как Na оказывает дефлокулирующее действие.
- Неорганические коллоиды: оксиды и гидроксиды железа и алюминия представляют собой необратимые коллоидные материалы, которые помогают образовывать водоустойчивые агрегаты.
- Корни растений: Секреторные продукты из корней растений могут действовать как цементирующий агент и способствовать формированию и хорошей структуре почвы.
- Микробная активность: Почвенные организмы принимают участие в агрегации почвенных отложений посредством их слизистых и других секреторных продуктов.
- Растительность: травы наиболее эффективно способствуют грануляции, а также агрегации почвы.
- Попеременное увлажнение и высыхание: Изменение влажности почвы влияет на образование агрегатов и развитие различных типов структуры почвы.
Различают структуру почвы и структуру почвы:
| Структура почвы | Структура почвы |
| Структура почвы относится к относительному соотношению песка, ила и глины. | Под структурой почвы понимают расположение песка, ила и глины в определенном порядке. |
| Примеры – Суглинок, Песчаный, Глинистый и т.д. | Примеры – Сильный Крупный, Глыбистый. |
| Это основное свойство почвы, которое нелегко изменить. | Легко меняется при различных методах управления, таких как вспашка, известкование, внесение удобрений и т. д. |
Его можно определить на ощупь. | Его можно узнать по внешнему виду. |
| Текстура почвы формируется в результате выветривания. | Структура почвы формируется в результате физической, химической и биологической активности. |
| По механическому составу почвы подразделяются на 12 классов механического состава. | По структуре почвы почвы подразделяются на 5 структурных классов. |
| Текстура суглинка и пылеватого суглинка хороша для сельского хозяйства. | Гранулированные и рассыпчатые структуры хороши для сельского хозяйства. |
Значение структуры почвы в сельском хозяйстве:
- Структура почвы регулирует количество и характер порового пространства в почве.
- Влияет на аэрацию и движение воды в почве.
- Плитчатая структура препятствует аэрации и свободному дренажу.
- Зернистые и комковатые структуры почвы облегчают аэрацию и движение воды и способствуют прорастанию и росту растений.
- Бесструктурный грунт легко подвергается эрозии.
- Влияет на микробную активность и разложение органических веществ.
- Пудинг разрушает структуру почвы и может стать причиной плохого урожая для следующих культур.
Плотность почвы:
Плотность почвы относится к массе на единицу объема почвы. т. е. D = MV г/куб.см
Где,
- D = плотность почвы
- M = масса почвы
- V = объем почвы
Типы плотности почвы
Плотность почвы бывает двух типов –
1. Плотность частиц/твердых частиц/Истинная/Фактическая: Плотность частиц может быть определена как масса на единицу объема твердых частиц почвы.
Плотность частиц (Pd) = MₛVₛ г/см 2
Здесь,
- M с = масса твердой части почвы
- V с = Объем твердой части
Обычно , плотность частиц нормальных почв составляет 2,65 грамма на кубический сантиметр.
Плотность частиц также называют истинной плотностью. Она выше, если в почве присутствует большое количество тяжелых минералов, таких как магнетит, лимонит, гематит. С увеличением органического вещества плотность частиц уменьшается.
2. Объемная/кажущаяся плотность: Объемная плотность может быть определена как масса единицы объема почвы. Этот объем включает в себя как твердые вещества почвы, так и поровое пространство.
Насыпная плотность (Bd) = MₛVₜ г/см 2
Здесь
- V т = общий объем почвы
Сухой вес единицы объема почвы, включая поровое пространство, составляет называется объемной плотностью. Объемная плотность почвы всегда меньше плотности частиц. Насыпная плотность песчаных почв составляет около 1,6 г/см3. Где органическое вещество около 0,5. Объемная плотность обычно уменьшается по мере того, как минеральные почвы становятся более тонкими по текстуре. Как правило, почвы с низкой объемной плотностью имеют благоприятные физические условия.
Плотность частиц в зависимости от объемной плотности
| Плотность частиц | Объемная плотность |
| Вес на единицу объемного объема сухого грунта называется объемной плотностью. | |
| Этот объем включает только твердые вещества почвы. | Этот объем включает как твердые вещества почвы, так и поровые пространства. |
| Выражается следующей формулой: P.D = MₛVₛ г/куб.см. Где M s = Масса твердой части почвы. Vs = объем твердой части почвы. | Выражается следующей формулой: B.D = MₛVₜ г/куб.см. Где, M s = Масса сухой почвы. V s = Общий объем почвы |
| Плотность частиц минеральной почвы варьируется/колеблется от 2,6 – 2,75 г/см3. | Объемная плотность минеральной почвы варьируется от 1,0 до 1,8 г/см3. |
| Плотность частиц органического грунта варьируется от 1,2 до 1,7 г/см3. | Объемная плотность органической почвы составляет около 0,5 г/куб.см. |
| Не зависит от механического состава, структуры и пористости почвы. | Зависит от механического состава, структуры и пористости почвы. |
| Плотность частиц грунта всегда выше объемной плотности. | Объемная плотность грунта всегда ниже плотности частиц. |
Различие между плотностью частиц и объемной плотностью
Сравнительная характеристика песка, ила, глины
| Характер | Песок | Сил t | Глина |
| Размер | (2,0 – 0,02) мм | (0,02 – 0,002) мм | < 0,002 |
| Видимость | Виден невооруженным глазом | Виден под микроскопом | Виден под ультрамикроскопом 901 54 |
| Форма | Круглая | Неопределенная форма | Пластинчатая |
| Водоудерживающая способность | Низкая | Средняя 901 54 | Высокая |
| Инфильтрация | Очень быстрая | Средняя | Медленная |
| Аэрация | Очень быстрая | Средняя | Медленная |
| Макропоры | Крупные | Средняя | Очень маленькие |
| Микропоры | Мелкие | Среднее | Очень высокое |
| Площадь поверхности | Низкое | Среднее | Самая высокая |
| Адгезия, когезия, пластичность, набухание, липкость | Очень низкая | Средняя | Очень высокая |
| Общая пористость | Низкая | Средняя | Очень высокая |
| Обработка почвы | Умеренная | Трудная | |
| Фертильность | Очень низкая | Средняя | Очень высокая |
| Химическая активность | Неактивный | Твердый/среднеактивный | Очень активный |
| Минеральный | Кварцевый и преобладание слюды | Полевой шпат, слюда Гематит, лимонит | Каолинит, смектит, вермикулит |
| Ощущение при трении между большим и указательным пальцами | Песчаный | Как цветок, тальк | На ощупь очень пластичный и липкий при намокании и становится твердым при высыхании. |
Закон Стокса:
Г.Г. Стокс (1851 г.) предположил связь между радиусом частицы и скоростью ее падения в жидкости. Он заявил, что сопротивление, оказываемое жидкостью падению частицы, зависит от радиуса сферы, а не от поверхности.
Согласно формуле, скорость частицы при одинаковой плотности прямо пропорциональна квадрату радиуса и обратно пропорциональна вязкости среды.
Формула закона Стокса:
V = 2 dp-d gr²9 η
Где,
- V = скорость падения (см/с)
- g = ускорение свободного падения (см/с 2 )
- dp = плотность частицы
- d = плотность жидкости
- r = радиус частицы
- η= абсолютная вязкость жидкости (уравновешенность)
Допущения закона Стокса: 900 14 Ограничение закона Стокса: Классификация грунта является полезным инженерным инструментом для качественной оценки поведения грунта и его использования в качестве строительного материала. В этой статье вы узнаете, как классифицировать почвы и поймете, как интерпретировать использование почв на основе их классификации. Эти системы классификации почв помогают инженерам принимать решения о пригодности различных почв для различных целей и приложений. Ниже приведены некоторые из стандартов классификации почвы: Сухая почва Насыщенная почва Насыщенная почва представляет собой двухфазный материал, состоящий из скелета почвы и пустот, насыщенных водой. Частично насыщенный грунт Гравий Песок Ил Глина Грубый Средний Штраф Грубый Средний Штраф Грубый Средний Штраф Грубый Средний Штраф 60 20 6 2 0,6 0,2 0,06 0,02 0,006 0,002 0,0006 0,0002 Таблица 1. Существуют две системы классификации почвы , широко используемые в инженерных целях. Единая система классификации грунтов используется практически для всех инженерно-геологических работ, за исключением строительства шоссе и дорог, где Используется классификация почв AASHTO . Обе системы используют результаты гранулометрического анализа и определения пределов Аттерберга для определения классификации почвы. Компоненты почвы могут быть описаны как гравий, песок, ил или глина. Грунту, содержащему один или несколько из этих компонентов, дается описательное имя и обозначение, состоящее из букв или букв и цифр, которые зависят от относительных пропорций компонентов и характеристик пластичности грунта. Характеристика почв по размеру частиц MIT Система классификации почв Классификация почв AASHTO Система классификации почв USCS Система AASHTO классифицирует почвы на семь основных групп, обозначенных от A-1 до A-7, на основе их относительного ожидаемого качества для дорожных насыпей , подстилающих слоев , подстилающих оснований и основаны на . Некоторые из групп, в свою очередь, делятся на подгруппы, такие как A-1-a и A-1-b . Кроме того, можно рассчитать групповой индекс для количественной оценки ожидаемых характеристик почвы в группе. Чтобы определить классификацию почвы в системе AASHTO, сначала определяют относительные пропорции гравия, крупнозернистого песка, мелкозернистого песка и алевритовой глины. См.: Дорожный участок Единая система классификации грунтов основана на системе классификации аэродромов, разработанной Casagrande во время Второй мировой войны.
На падение частицы не должна влиять близость стенки сосуда.
Классификация грунта по размеру частиц и содержанию влаги
Классификация почв по содержанию влаги
Разумно ожидать, что на поведение элемента из такого материала будут влиять не только силы, приложенные к его поверхности, но и водяное давление флюида в порах. Предположим, что образец грунта, имеющий однородную площадь поперечного сечения А, подвергается приложенной нагрузке W, тогда обнаруживается, что грунт будет деформироваться. Если, однако, образец загружается за счет увеличения высоты воды в содержащем сосуде, то деформации не происходит. Классификация грунта по размеру частиц
Границы размеров частиц Классификация почвы по размеру частиц
Классификация почв AASHTO
Система классификации грунтов USCS
