Гранулометрический состав
Текстура грунта — относительное содержание в почве, осадке, горной породе или антропогенных образованиях частиц различных размеров независимо от их химического или минералогического состава. Гранулометрический состав является важным физическим параметром, от которого зависят многие аспекты существования и функционирования почвы, в том числе плодородие.
Гранулометрический состав — содержание в почве механических элементов, объединенных по фракции.
Фракции частиц при гранулометрическом анализе почв
В почвах и породах могут находиться частицы диаметром как менее 0,001 мм, так и более нескольких сантиметров. Для подробного анализа весь возможный диапазон размеров делят на участки, называемые фракциями. Единой классификации частиц не существует.
Исторически первая классификация фракций предложена в 1912 и была основана на изучении физических свойств монофракциальных смесей. Их анализ показал резкие качественные различия, в частности, в липкости при достижении размеров 0,002, 0,02 и 0,2 мм.
Шкала Аттерберга легла в основу более новых зарубежных классификаций. В СССР и России была принята несколько иная классификация Н. А. Качинского.
| Граничные значения, мм | Название фракции |
|---|---|
| <0,0001 | Коллоиды |
| 0,0001—0,0005 | Тонкий ил |
| 0,0005—0,001 | Грубый ил |
| 0,001—0,005 | Мелкая пыль |
| 0,005—0,01 | Средняя пыль |
| 0,01—0,05 | Крупная пыль |
| 0,05—0,25 | Тонкий песок |
| 0,25—0,5 | Средний песок |
| 0,5—1 | Крупный песок |
| 1—3 | Гравий |
| больше 3 | Каменистая часть почвы |
Вместе с этими в классификации Качинского выделяются фракции физического песка и физической глины, соответственно, крупнее и мельче 0,01 мм.
Классификации почв по гранулометрическому составу
В настоящее время получили распространение два основных принципа построения классификаций:
- На основании содержания физической глины с учётом доминирующей фракции и типа почвообразования. Разработана Н. А. Качинским и принята в России и в некоторых других странах.
- На основании относительного содержания фракций песка, пыли и глины по Аттербергу. Международная классификация, классификации общества почвоведов (SSSA) и общества агрономов (ASSA) США. Для определения названия почвы используют .
Однозначного перехода от одной классификации к другой не существует, однако используя кумулятивную кривую выражения результатов гранулометрического состава можно назвать почву по обеим классификациям.
Влияние гранулометрического состава на свойства почв и пород
Гранулометрический состав определяет многие физические свойства и водно-воздушный режим почв, а также химические, физико-химические, биологические и конечно же физико-механические свойства.
Разные фракции обычно представлены различными минералами. Так, в крупных преобладает кварц, в мелких — каолинит, монтмориллонит. По фракциям различается способность образовывать с гумусом .
Меньший диаметр частиц означает большую удельную поверхность, а это, в свою очередь — большие величины ёмкости катионного обмена, водоудерживающей способности, лучшую агрегированность, но меньшую прочность. Тяжёлые почвы могут иметь проблемы с воздухосодержанием, лёгкие — с водным режимом.
Методы определения (гранулометрия)
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
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 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 её плотность и меньше глубина, на которую погружается в неё ареометр.
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
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.
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:
- различная скорость падения частиц в воде в зависимости от их размера;
- 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.
Ситовой метод
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.
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.
Для крупнообломочных грунтов применяются метод грохочения.
Способы выражения
При определении гранулометрического состава почв выявляется процентное содержание фракций механических элементов. Например, почва содержит 23,4 % физической глины.
Влияние гранулометрического состава на продуктивность растений
Продуктивность растений на почвах различного гранулометрического состава может существенно различаться, что объясняется различием в свойствах почв. Оптимальный гранулометрический состав зависит от условий влагообеспеченности и технологии возделывания. В засушливых условиях низкий запас влаги в лёгких почвах (супесях и песках) и слабый капиллярный подъём приводят к существенному снижению урожайности. В условиях хорошего и избыточного увлажнения такие почвы лучше аэрируются и растения на них чувствуют себя лучше. Низкий запас элементов питания в лёгких почвах можно легко устранить при внесении удобрений, которые имеют высокую эффективность на таких почвах вследствие малой .
Примечания
- ГОСТ 27593—88 «Почвы. Термины и определения»
- Качинский Н.А. Механический и микроагрегатный состав почвы, методы его изучения. — Москва: Изд-во АН СССР, 1958. — С. 25. — 191 с.
- ГОСТ 12536—2014 «Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава»
Википедия, чтение, книга, библиотека, поиск, нажмите, истории, книги, статьи, wikipedia, учить, информация, история, скачать, скачать бесплатно, mp3, видео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, картинка, музыка, песня, фильм, игра, игры, мобильный, телефон, Android, iOS, apple, мобильный телефон, Samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Сеть, компьютер, Информация о Гранулометрический состав, Что такое Гранулометрический состав? Что означает Гранулометрический состав?
Tekstura grunta otnositelnoe soderzhanie v pochve osadke gornoj porode ili antropogennyh obrazovaniyah chastic razlichnyh razmerov nezavisimo ot ih himicheskogo ili mineralogicheskogo sostava Granulometricheskij sostav yavlyaetsya vazhnym fizicheskim parametrom ot kotorogo zavisyat mnogie aspekty sushestvovaniya i funkcionirovaniya pochvy v tom chisle plodorodie Granulometricheskij sostav soderzhanie v pochve mehanicheskih elementov obedinennyh po frakcii Frakcii chastic pri granulometricheskom analize pochvV pochvah i porodah mogut nahoditsya chasticy diametrom kak menee 0 001 mm tak i bolee neskolkih santimetrov Dlya podrobnogo analiza ves vozmozhnyj diapazon razmerov delyat na uchastki nazyvaemye frakciyami Edinoj klassifikacii chastic ne sushestvuet Istoricheski pervaya klassifikaciya frakcij predlozhena v 1912 i byla osnovana na izuchenii fizicheskih svojstv monofrakcialnyh smesej Ih analiz pokazal rezkie kachestvennye razlichiya v chastnosti v lipkosti pri dostizhenii razmerov 0 002 0 02 i 0 2 mm Shkala Atterberga legla v osnovu bolee novyh zarubezhnyh klassifikacij V SSSR i Rossii byla prinyata neskolko inaya klassifikaciya N A Kachinskogo Klassifikaciya mehanicheskih elementov pochv po N A Kachinskomu 1957 g Granichnye znacheniya mm Nazvanie frakcii lt 0 0001 Kolloidy0 0001 0 0005 Tonkij il0 0005 0 001 Grubyj il0 001 0 005 Melkaya pyl0 005 0 01 Srednyaya pyl0 01 0 05 Krupnaya pyl0 05 0 25 Tonkij pesok0 25 0 5 Srednij pesok0 5 1 Krupnyj pesok1 3 Gravijbolshe 3 Kamenistaya chast pochvy Vmeste s etimi v klassifikacii Kachinskogo vydelyayutsya frakcii fizicheskogo peska i fizicheskoj gliny sootvetstvenno krupnee i melche 0 01 mm Klassifikacii pochv po granulometricheskomu sostavuV nastoyashee vremya poluchili rasprostranenie dva osnovnyh principa postroeniya klassifikacij Na osnovanii soderzhaniya fizicheskoj gliny s uchyotom dominiruyushej frakcii i tipa pochvoobrazovaniya Razrabotana N A Kachinskim i prinyata v Rossii i v nekotoryh drugih stranah Treugolnik FerreNa osnovanii otnositelnogo soderzhaniya frakcij peska pyli i gliny po Atterbergu Mezhdunarodnaya klassifikaciya klassifikacii obshestva pochvovedov SSSA i obshestva agronomov ASSA SShA Dlya opredeleniya nazvaniya pochvy ispolzuyut Odnoznachnogo perehoda ot odnoj klassifikacii k drugoj ne sushestvuet odnako ispolzuya kumulyativnuyu krivuyu vyrazheniya rezultatov granulometricheskogo sostava mozhno nazvat pochvu po obeim klassifikaciyam Vliyanie granulometricheskogo sostava na svojstva pochv i porodGranulometricheskij sostav opredelyaet mnogie fizicheskie svojstva i vodno vozdushnyj rezhim pochv a takzhe himicheskie fiziko himicheskie biologicheskie i konechno zhe fiziko mehanicheskie svojstva Raznye frakcii obychno predstavleny razlichnymi mineralami Tak v krupnyh preobladaet kvarc v melkih kaolinit montmorillonit Po frakciyam razlichaetsya sposobnost obrazovyvat s gumusom Menshij diametr chastic oznachaet bolshuyu udelnuyu poverhnost a eto v svoyu ochered bolshie velichiny yomkosti kationnogo obmena vodouderzhivayushej sposobnosti luchshuyu agregirovannost no menshuyu prochnost Tyazhyolye pochvy mogut imet problemy s vozduhosoderzhaniem lyogkie s vodnym rezhimom Metody opredeleniya granulometriya Metody opredeleniya granulometricheskogo sostava gruntov mozhno razdelit na pryamye i kosvennye K pryamym otnosyatsya metody osnovannye na neposredstvennom mikrometricheskom izmerenii chastic v pole zreniya opticheskih i elektronnyh mikroskopov ili s pomoshyu drugih elektronnyh i elektronno mehanicheskih ustrojstv V praktike pryamye mikrometricheskie metody ne poluchili shirokogo rasprostraneniya K kosvennym otnosyatsya metody kotorye baziruyutsya na ispolzovanii razlichnyh zavisimostej mezhdu razmerami chastic skorostyu osazhdeniya ih v zhidkoj i vozdushnoj sredah i svojstvami suspenzii Eto gruppa metodov osnovannyh na ispolzovanii fizicheskih svojstv suspenzii areometricheskij opticheskij i dr ili modeliruyushih prirodnuyu sedimentaciyu pipetochnyj otmuchivaniya i dr Areometricheskij metod Areometricheskij metod osnovan na posledovatelnom opredelenii plotnosti suspenzii grunta cherez opredelennye promezhutki vremeni s pomoshyu areometra Po rezultatam opredelenij rasschityvayut diametr i kolichestvo opredelyaemyh chastic po formule ili s pomoshyu nomogrammy Etim metodom opredelyayut soderzhanie v grunte chastic diametrom menee 0 1 mm Soderzhanie frakcij krupnee 0 1 mm opredelyayut sitovym metodom Ustrojstvo areometra osnovano na zakone Arhimeda vsyakoe pogruzhennoe v zhidkost telo teryaet v svoem vese stolko skolko vesit vytesnennaya im zhidkost Pri postoyannom obeme tela pogruzhennogo v zhidkost bolee tyazheloj zhidkosti budet vytesneno menshe a bolee legkoj bolshe Takim obrazom v legkuyu zhidkost telo budet pogruzheno na bolshuyu glubinu v tyazheluyu na menshuyu Sledovatelno chem bolshe koncentraciya suspenzii tem bolshe eyo plotnost i menshe glubina na kotoruyu pogruzhaetsya v neyo areometr Pri otstaivanii suspenzii chasticy grunta podchinyayas zakonu sily tyazhesti padayut na dno sosuda i plotnost suspenzii umenshaetsya Sootvetstvenno areometr po mere vypadeniya chastic postepenno pogruzhaetsya v suspenziyu glubzhe i glubzhe Pipetochnyj metod Pipetochnyj metod ispolzuetsya dlya opredeleniya granulometricheskogo sostava glinistyh gruntov v kombinacii s sitovym Etot metod osnovan na razdelenii chastic grunta po skorosti ih padeniya v spokojnoj vode Cherez opredelennye intervaly vremeni pipetkoj iz suspenzii grunta s razlichnyh glubin otbirayut proby kotorye zatem vysushivayut i vzveshivayut K kosvennym metodam takzhe otnositsya i polevoj metod Rutkovskogo kotoryj daet priblizhennoe predstavlenie o granulometricheskom sostave gruntov V osnovu metoda polozheny razlichnaya skorost padeniya chastic v vode v zavisimosti ot ih razmera sposobnost glinistyh chastic nabuhat v vode S pomoshyu metoda Rutkovskogo vydelyayut tri osnovnye frakcii glinistuyu peschanuyu i pylevatuyu V polevyh usloviyah na praktike etot metod celesoobrazno primenyat dlya opredeleniya peskov pylevatyh i supesej V osobuyu gruppu vydelyayut metody opredeleniya razmerov chastic s pomoshyu sitovyh naborov Oni zanimayut promezhutochnoe polozhenie mezhdu pryamymi i kosvennymi metodami i shiroko ispolzuyutsya v praktike samostoyatelno ili v kombinacii s drugimi metodami Sitovoj metod Sitovoj metod odin iz osnovnyh v praktike issledovanij gruntov dlya stroitelstva Metod ispolzuetsya dlya opredeleniya granulometricheskogo sostava krupnooblomochnyh i peschanyh gruntov a takzhe krupnozernistoj chasti pylevato glinistyh gruntov Sushnost metoda zaklyuchaetsya v rasseve proby grunta s pomoshyu nabora sit Dlya razdeleniya grunta na frakcii sitovym metodom bez promyvki vodoj primenyayut sita s otverstiyami diametrom 10 5 2 1 0 5 mm s promyvkoj vodoj sita s razmerom otverstij 10 5 2 1 0 5 0 25 0 1 mm Sitovoj metod s promyvkoj vodoj obychno primenyayut dlya opredeleniya granulometricheskogo sostava melkih i pylevatyh peskov Dlya krupnooblomochnyh gruntov primenyayutsya metod grohocheniya Sposoby vyrazheniyaPri opredelenii granulometricheskogo sostava pochv vyyavlyaetsya procentnoe soderzhanie frakcij mehanicheskih elementov Naprimer pochva soderzhit 23 4 fizicheskoj gliny Vliyanie granulometricheskogo sostava na produktivnost rastenijProduktivnost rastenij na pochvah razlichnogo granulometricheskogo sostava mozhet sushestvenno razlichatsya chto obyasnyaetsya razlichiem v svojstvah pochv Optimalnyj granulometricheskij sostav zavisit ot uslovij vlagoobespechennosti i tehnologii vozdelyvaniya V zasushlivyh usloviyah nizkij zapas vlagi v lyogkih pochvah supesyah i peskah i slabyj kapillyarnyj podyom privodyat k sushestvennomu snizheniyu urozhajnosti V usloviyah horoshego i izbytochnogo uvlazhneniya takie pochvy luchshe aeriruyutsya i rasteniya na nih chuvstvuyut sebya luchshe Nizkij zapas elementov pitaniya v lyogkih pochvah mozhno legko ustranit pri vnesenii udobrenij kotorye imeyut vysokuyu effektivnost na takih pochvah vsledstvie maloj PrimechaniyaGOST 27593 88 Pochvy Terminy i opredeleniya Kachinskij N A Mehanicheskij i mikroagregatnyj sostav pochvy metody ego izucheniya Moskva Izd vo AN SSSR 1958 S 25 191 s GOST 12536 2014 Grunty Metody laboratornogo opredeleniya granulometricheskogo zernovogo i mikroagregatnogo sostava
