文档介绍：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
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
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:
(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。
(二)影响粘结力的因素:
: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
   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。
,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
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)
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
(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
(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
<20
20~25
24~30
28~40
>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