第十章土壤物理机械性质 soil mechanics
第十章土壤物理机械性质 soil mechanics
土壤物理机械性质关系到土壤耕性问题
土壤物理机械性质关系到土壤耕性问题
土壤物理机 械性的意义 Settling of foundation due to unstable soil due to high shrink swell potential土壤物理机槭性能夭糸到建筑材料与建筑体的稳定性
Settling of foundation due to unstable soil due to high shrink swell potential 土壤物理机械性能关系到建筑材料与建筑体的稳定性 土壤物理机 械性的意义
Pisa's leaning tower: sus Halting the tilt Engineers have planned a stabilization system that ANGLE OF TILT WOULD BE REDUCEO HALF onco finished, would leave no visible marks on the A DEOREE TO 5 DEGREES historic Leaning Tower of Pisa. The tower would romain tilted but stable. HDGT 187 FLET Counterweighted steel cables and a wide steel belt would 电ghts support the tower while permanent construction, right, was used as stabilizers being done, would be removed COUNTR- STEEL CARLIS STEL BIT WEICHTS A new, wider concrete footing would be poured around the Ten vertical steel cables would be anchored deeply in the ground and to AY the new footing. keep the tower from leaning further. draw eh Sharea: Cerere dsis Sea
第一节土壤物理机械性质 土壤物理机械性质:当土壤受到外力作用(如耕作)肘发生 的形变、显示出一糸列动力学特性( dynamic property)叫做土 壤物理机械性质。乞是多项土壤动力学性质的统称,包括了 下性质: 土壤粘结性(soil! cohesion) (一)概念:指土壤颗粒之间被此粘结在一起的性质。又称 为“土壤内聚力″。乞使土壤具有抵抗外力(机械破坏和根糸 穿插肘)而不被破坏的能力。 粘结性强弱的表示指标为粘结力:单位面积的粘结力。其单 位为N/cm2。 颗粒的粘结力有范德华力、库仓力、水膜的表面张力等物理 引力,以及氩键、各种化学胶结力
第一节 土壤物理机械性质 土壤物理机械性质：当土壤受到外力作用（如耕作）时发生 的形变、显示出一系列动力学特性（dynamic property)叫做土 壤物理机械性质。它是多项土壤动力学性质的统称，包括了一 下性质： 一.土壤粘结性（soil cohesion） （一）概念： 指土壤颗粒之间被此粘结在一起的性质。又称 为“土壤内聚力”。它使土壤具有抵抗外力（机械破坏和根系 穿插时）而不被破坏的能力。 粘结性强弱的表示指标为粘结力 ：单位面积的粘结力。其单 位为N/cm2。 颗粒的粘结力有范德华力、库仑力、水膜的表面张力等物理 引力，以及氢键、各种化学胶结力
第一节土壤物理机械性质 (二)影响粘结力的因素: 1.土壤颗粒的比表面积:比表面积越大,粘 接力越强。 (1)土壤质地:粘性土>壤质土>砂质土 (2)粘土矿物的类型2:1矿物>1:1型矿 物 盟30 (3)代换性阳离子组成:土壤上代换性 斜20 Na+(盐渍土)越高,粘结力越强(白僵土 10 不毛毡)。 (4)土壤颗粒的团聚化程度:结构性强 水分(%) 的土壤粘结性差 图126土壤水分含量与粘结力的关系 2.土壤水分合量 曲线C的粘结力单位为:克英寸 在适度含水量肘粘结力最大。水分的 (1英寸=2.54cm) 变化过程也会影响到粘结力(见图丿 C表明由干土到湿土粘结力变化 “湿肘一团糟,干时一把刀”; “宁可干耕勿湿耕”道理要理解。 A(lay)、 B(sand)从湿到干变 3.有机质缺乏的土壤,粘结性强。 化中粘结力变化
（二）影响粘结力的因素： 1.土壤颗粒的比表面积：比表面积越大，粘 接力越强。 （1）土壤质地：粘性土>壤质土>砂质土 （2）粘土矿物的类型2：1矿物>1:1型矿 物 （3）代换性阳离子组成：土壤上代换性 Na+（盐渍土）越高，粘结力越强（白僵土、 不毛毡）。 （4）土壤颗粒的团聚化程度：结构性强 的土壤粘结性差 2.土壤水分含量 在适度含水量时粘结力最大。水分的 变化过程也会影响到粘结力（见图） “湿时一团糟，干时一把刀” ； “宁可干耕勿湿耕”道理要理解。 3.有机质缺乏的土壤，粘结性强。 第一节 土壤物理机械性质 C表明由干土到湿土粘结力变化 A (Clay）、B（sand）从湿到干变 化中粘结力变化
第一节土壤物理机械性质 各种土壤的粘结力及对铁片的粘着力 (Schubler 土壤 干土的相对粘结力湿土对铁片的粘着力 (以灰色纯粘土作为100) (磅/英尺2) 1.硅质纯砂土 0.0 3.8 2.腐殖质 8.7 8.8 3.菜因土 6.4 4.砂粘土 57.3 7.9 5.壤粘土 688 10.6 6灰色纯粘土 100.0 17.2 不同质地土壤、有机质含量不同土壤粘结性、粘看性差异
土 壤 干土的相对粘结力 (以灰色纯粘土作为100) 湿土对铁片的粘着力 (磅/英尺2) 1.硅质纯砂土 2.腐殖质 3.菜园土 4.砂粘土 5.壤粘土 6.灰色纯粘土 0.0 8.7 7.6 57.3 68.8 100.0 3.8 8.8 6.4 7.9 10.6 17.2 各种土壤的粘结力及对铁片的粘着力 (Schubler) 第一节 土壤物理机械性质 不同质地土壤、有机质含量不同土壤粘结性、粘着性差异
第一节土壤物理机械性质 二粘着性( adhesion): 一)概念:土壤颗粒粘附外物(农机具)的性能。是土粒分子与外 物之间通过水分子吸引力而产生的性质 粘结性是农业机具表面进行镀金属处理的主要依据。 粘看性用粘着力表示,单位面积粘看力(N/cm2 (二)影响土壤粘着性因素(同粘接性) 就含水量而言,开始出现粘看性的含水量要比开始出现粘结性的含 水量高。也就是说,在低含水量下,可能只有粘接性,而无粘看性, 当含水量较高肘,粘接性和粘看性同肘出现。 在土壤湿涧肘产生粘着性(土壤含水量达到全蓄水量的45%左 右);水分过多肘(超过全蓄水量80%左右)粘看性下降。 (1)粘看点:土壤开始出现粘看性是的含水量 (2)脱粘点:土壤因含水量增加劢不再粘覆外物肘的含水量
二.粘着性（adhesion)： (一）概念：土壤颗粒粘附外物（农机具）的性能。是土粒分子与外 物之间通过水分子吸引力而产生的性质 粘结性是农业机具表面进行镀金属处理的主要依据。 粘着性用粘着力表示，单位面积粘着力（N/cm2 ) (二） 影响土壤粘着性因素 （同粘接性） 就含水量而言,开始出现粘着性的含水量要比开始出现粘结性的含 水量高。也就是说，在低含水量下，可能只有粘接性，而无粘着性， 当含水量较高时，粘接性和粘着性同时出现。 在土壤湿润时产生粘着性（土壤含水量达到全蓄水量的45%左 右）；水分过多时（超过全蓄水量80%左右）粘着性下降。 （1）粘着点：土壤开始出现粘着性是的含水量。 （2）脱粘点：土壤因含水量增加而不再粘覆外物时的含水量。 第一节 土壤物理机械性质
第一节土壤物理机械性质 三可塑性( plasticity): )概念:土壤在适宜水分范围内在外力的作用下变形,当外力撤消后和干 噪后仍能保持这种变形的特性,也称可塑性。传统的泥塑艺术工艺,就是利用粘 土的这一特性形成的。 原因:粘粒成薄片状,在有水存在的条件下,粘粒表面被包一层水膜,外力 揉搓肘,片状的粘粒重新排列且粘结固定,由于粘结力的存在,炭水后能保持原 状。粘结性关糸到土壤耕作质量。 土壤表现塑性的含水量施國是土粒间的水膜 已厚到允许土粒滑动变形,但又没有丧失其 2X写 粘结性的范围 (二)影响可塑性的因素 原来的来乱列 揉后的平行排列 凡影响粘结性的因素都影响可塑性 (1)下塑限(塑限)( lower plastic limit 土壤呈现塑性的最小合水量 图27片状格粒2性的量现 (2)上塑限( upper plastic limit):土壤因合 水量增多而丧失塑性,并开始成为流体肘的含水量。也有人叫流限( liquid limit) (3)塑性值(塑性指教丿 plasticine:上塑限与下塑限的差值。在这一含水量 范围内,土壤才会有塑性。宅也是土壤可塑性强弱的指标
三.可塑性（plasticity）： (一）概念：土壤在适宜水分范围内在外力的作用下变形，当外力撤消后和干 燥后仍能保持这种变形的特性，也称可塑性。传统的泥塑艺术工艺，就是利用粘 土的这一特性形成的。 原因：粘粒成薄片状，在有水存在的条件下，粘粒表面被包一层水膜，外力 揉搓时，片状的粘粒重新排列且粘结固定，由于粘结力的存在，失水后能保持原 状。粘结性关系到土壤耕作质量。 第一节 土壤物理机械性质 土壤表现塑性的含水量范围是土粒间的水膜 已厚到允许土粒滑动变形，但又没有丧失其 粘结性的范围 （二）影响可塑性的因素 凡影响粘结性的因素都影响可塑性 （1）下塑限（塑限）（lower plastic limit）： 土壤呈现塑性的最小含水量 （2）上塑限（upper plastic limit): 土壤因含 水量增多而丧失塑性，并开始成为流体时的含水量。也有人叫流限（liquid limit） （3）塑性值（塑性指数）plastic index :上塑限与下塑限的差值。在这一含水量 范围内，土壤才会有塑性。它也是土壤可塑性强弱的指标
第一节土壤物理机械性质 土壤塑性值直接影响到土壤的 上塑限 适耕期长短 ~长如 下塑限 可塑性与土壤质地关糸 粘粒(%) 图128土壤塑性值与粘粒含量的关系 几种土壤质地的塑性值 「±壤质地物理性粘拉」上塑限(%)下塑眼(%」塑性值 砂壤土 40 34~40 16~19 18~21
第一节 土壤物理机械性质 土壤质地 物理性粘粒 上塑限(%) 下塑限(%) 塑性值 砂壤土 轻壤土偏砂 轻壤土偏中 中壤土 中壤土偏重 40 28 ± 30 ± 31 ± 32~34 34~40 23 ± 22 21 ± 18~20 16~19 5 8 10 12~16 18~21 几种土壤质地的塑性值 土壤塑性值直接影响到土壤的 适耕期长短 可塑性与土壤质地关系