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土壤物理机械物理性质

2022/07/15204 作者:佚名
导读:土攘物理性质之一。又称土壤动力学性质。指决定土壤对外力反应的物理性质,主要包括土壤结持度、土壤强度、土壤流变性和土壤压缩性等。土壤机械物理性质既影响植物根系的分布和生长,也是决定土壤耕作和农业机具设计的重要因素。 土壤物理土壤结持度 指土壤在不同含水量情况下表现出不同结持性(土壤颗粒之间的相互吸引力)和粘着性(土壤颗粒借助于表面的水膜与外物之间的吸引力)的物理状态。可分4种状态:硬性结持、酥性结持

土攘物理性质之一。又称土壤动力学性质。指决定土壤对外力反应的物理性质,主要包括土壤结持度、土壤强度、土壤流变性和土壤压缩性等。土壤机械物理性质既影响植物根系的分布和生长,也是决定土壤耕作和农业机具设计的重要因素。

土壤物理土壤结持度

指土壤在不同含水量情况下表现出不同结持性(土壤颗粒之间的相互吸引力)和粘着性(土壤颗粒借助于表面的水膜与外物之间的吸引力)的物理状态。可分4种状态:硬性结持、酥性结持、可塑性结持和粘滞性结持(图9),分别由收缩限、塑性下限和塑性上限(液限)3个临界含水量(又称结持常数)作它们之间的界限。收缩限是土壤从明显湿润向明显干燥转变的交界点;塑性下限是土壤颗粒表面的水膜刚能满足土壤颗粒正常移动时所需的最低含水量;塑性上限,指土粒在作用力下刚发生流动时的含水量。塑性下限和收缩限含水量的差值称酥软指数。塑性上限和塑性下限含水量的差值为塑性指数。土壤处于硬性结持度时,耕作土壤阻力大,易形成大土块或粉末状;土壤处于粘滞结持度时的土壤承载强度低,机具难以运行,易破坏土壤结构;土壤处于塑性结持度时,耕作中易发生粘闭。土壤上述3种结持度对土壤耕作均不理想,只有处于酥性结持度时才适宜耕作。

土壤物理土壤强度

指土壤抵抗或支持外加力的能力,随作用力的方式不同而异。常以剪强度表示。剪强度由土壤内聚力(或称粘结力)和内摩擦力等参数所构成。根据莫尔-库伦方程,剪强度@T(02525)与内聚力C 和内摩擦力的关系如下式:

τ=C σtanσ

式中σ是垂直应力;φ是内摩擦角。如果剪切面上不存在垂直应力,则τ=C。试验表明,内摩擦角和内聚力与土壤性质和含水量都有关。决定剪强度的垂直应力的是有效应力,即土壤骨架承受的应力;垂直载荷下的饱和土壤则孔隙水也承受压力,因而将减低有效应力。孔隙水承受的压力称为孔隙水压力。精确计算各种类型土壤的剪强度,常借助三轴剪力仪。

土壤物理土壤流变性

指土壤在外力作用下产生变形或流动时存在的应力与变量之间的关系。分两种情况:①处于干燥状态的粘土因有弹性性质,应力与变形量成直线关系,即:

τ=Gr

式中τ为应力;G为弹性系数;r为变形量。②稀薄的稳定泥浆,应力和应变量无单值关系。当有效应力增加时,变形以较高的速度连续发生。应力与变形速度之间成直线关系的液体称牛顿液体。当泥浆达到一定浓度后即产生结构,这时体系具有一定强度(称非牛顿液体)。体系受到扰动时强度减低的现象称为触变。使其发生流动所必须施加的应力即为塑变值。田间土壤多呈塑性体;此外也有粘弹体,包括固体粘弹体(固结的砂质粘土)和液体粘弹体。

土壤物理土壤压缩性

指土壤容积在施加压力下的变化。压力和土壤孔隙比e(单位载荷的孔隙比)的关系为:

e=AlogPC

式中A为压缩指数;P为载荷;C为常数。

压缩的主要原因,是颗粒趋于定向排列和粘粒吸附水减少。水分饱和的土壤在载荷下产生的排水压缩称为固结。

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