Поиск

Понятие механического состава почв
26.06.2015

Всякая почва, или грунт, в своей основе состоит из смеси минеральных и частью органических частичек разнообразных степеней измельчения вплоть до коллоидальных дисперсий. Характеристика почв по процентному содержанию в ней частиц различных размеров носит название механического состава почвы, а приемы, с помощью которых мы разделяем эту смесь частиц на группы определенных размеров (диаметров), называются механическим анализом почвы.
Методика механического анализа базируется на следующих принципах:
1) обычно навеску почвы сначала подвергают той или иной подготовке (кипятят с водой, растирают, обрабатывают реактивами и т. д.) для того, чтобы по возможности разрушить ее агрегаты и привести в раздельнозернистое состояние. После этого производят уже разделение этой массы на группы частиц определенных размеров, или фракции механического состава; 2) отделение общей суммы частиц крупнее 0,25 мм и дальнейшее разделение их на отдельные фракции производятся обычно с помощью сит соответствующих размеров; В) разделение на фракции частиц мельче 0,25 мм производится обычно уже в воде, исходя из того предположения, что скорость падения частицы в воде (скорость оседания) пропорциональна диаметру частицы. При этом для отделения фракций от 0,25 до 0,01 мм в диаметре возможно пользоваться током воды соответствующей скорости, тогда как разделение элементов тоньше 0,01 мм возможно произвести только в стоячей воде, используя разную скорость свободного падения частиц различной крупности.
В настоящее время наиболее употребительной формулой, устанавливающей связь между скоростью падения частицы и ее диаметром, является формула Стокса:

Понятие механического состава почв

На основании этой формулы можно высчитать, на какую глубину осядут частицы данной крупности в заданный период времени, например в течение одной минуты, часа, суток и т. д., или наоборот определить, сколько времени требуется для того, чтобы частицы заданной крупности осели на глубину 5, 10 и т. д. см от поверхности воды в сосуде.
Пользуясь этим методом расчета, возможно разделить любую смесь частиц на произвольно большое число отдельных фракций, т. е. групп зерен, лежащих в определенном интервале величин диаметров. Самое разделение Осуществляется технически различными приемами. Назовем принципы основных из них. Если например известно, что частицы размером в 0,1 мм проходят при оседании в спокойной жидкости путь в 10 см в течение 5 секунд, то следовательно, взболтав нашу смесь зерен (навеску почвы) в цилиндре с водой, дав затем простоять этому цилиндру спокойно 5 секунд и наконец слив в этот момент сифоном слой мутной жидкости высотой в 10 см, мы, очевидно, оставим в цилиндре все частицы крупнее 0,1 мм, а частицы более мелкие и не успевшие за это время осесть, останутся в цилиндре. Повторив это сливание несколько раз, можно полностью разделить частицы крупнее 0,1 мм от частиц мельче 0,1 мм. Такой прием носит название «отмучивания» и применяется во многих методах анализа (Вильямс, Сабанин и др.).
Co взмученной в цилиндре суспензией почвы можно поступать и наоборот, а именно: в начальный момент взмученная суспензия обладает одинаковой концентрацией по всей глубине цилиндра, однако при спокойном стоянии цилиндра суспензия сейчас же начинает расслаиваться в силу неравных скоростей оседания частиц разных размеров. Поэтому возможно, зная скорости оседания частиц и беря систематически пробы суспензии с определенных глубин и определяя происходящие при этом изменения концентраций, рассчитать механический состав исследуемого образца почвы. Этот прием нашел свое оформление в широко применяемом теперь методе «пипетки».
Процесс последовательного оседания частиц в стоячей воде используется рядом авторов для конструирования так называемых непрерывных методов механического анализа, при которых получается не заранее определенное число фракций, а фиксируются все наличные размерности частиц без перерыва. В методе В.Г. Глушкова оседающие частицы воспринимаются на движущуюся ленту, на которой они и располагаются и виде непрерывного ряда по крупности. В методе Вигнера, Цункера и других регистрируется изменение плотности первоначальной суспензии во времени по мере оседания частиц, и по этим данным рассчитывается механический состав исследуемой пробы.
Наконец в ряде методов (Шене, Копецкого и др.) для разделения частиц используется ток воды определенной скорости, выносящий все частицы мельче заданного размера и оставляющий в сосуде все частицы крупнее этого размера.
Установление конкретных величин диаметров для отдельных фракций носит название классификации механических элементов.
Классификаций элементов механического состава на отдельные фракции и их названий предложено очень много, но все они носят в значительной мере условный характер. Наиболее примитивным, но вместе с тем весьма широко применяющимся в науке и практике является подразделение всех частиц всего на три фракции, а именно:
1) камни и хрящ — все, что крупнее 2—3 мм,
2) песок — от 2—3 до 0,01 мм и
3) физическая глина — все тоньше 0,01 мм.
Значительно более развернутой и широко принятой в нашей стране является классификация академика В.Р. Вильямса, имеющая такой вид:
Понятие механического состава почв

Характерным и принципиально новым в этой классификации является выделение фракции ила, как обладающей уже многими коллоидальными свойствами и в частности броуновским движением. Необходимо подчеркнуть особое значение выделения фракции ила, так как именно он, находясь в почвогрунте даже в небольшом количестве, придает ему целый ряд важнейших практических свойств, как связность, набухаемость и сжимаемость, пластичность, способность к формованию и образованию структуры, водонепроницаемость и т. д. Поэтому в настоящее время механический анализ не имеет полной цены ни с технической и мелиоративной, ни с агрономической точки зрения, если он не выделяет количественно фракции ила. Во многих случаях эту фракцию разбивают еще на ряд более мелких, и тогда самый анализ носит название ультрамеханического.
Модификаций этой классификации очень много. В частности в последнее время за границей приобретает распространение классификация Аттерберга следующего вида:
Понятие механического состава почв

Автор дает некоторое обоснование своему делению, заключающееся в следующем: 1) частицы крупнее 0,2 мм обладают совсем незначительной капиллярностью, но вместе с тем являются границей хорошей водопроницаемости; 2) хорошей капиллярностью обладают частицы между 0,2—0,02 мм. Вместе с тем размер 0,02 мм является пределом, выше которого нет коагуляции в слабых солевых растворах; 3) у частичек 0,02—0,002 мм капиллярность высокая, но очень медленная. Кроме того величина 0,002 мм является пределом, выше которого нет броуновского движения.
Сравнивая между собой эти две классификации (Вильямса и Аттерберга), мы констатируем, что в них обеих существенным является выделение четырех групп фракций, а именно: 1) камни и хрящ, 2) песок, 3) пыль и 4) ил, и только границы линейных размеров этих групп несколько иные.


Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent
Введите два слова, показанных на изображении: *