Гранулометрический состав почвы Определить самостоятельно
Fiora-kaluga.ru

Флористический портал

Гранулометрический состав почвы Определить самостоятельно

Полевые и лабораторные методы определения гранулометрического состава почв

КЛАССИФИКАЦИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ПОЧВ (Н.А.Качинский, 1965)

Классификация гранулометрических элементов

Гранулометрический (механический) состав почвы — 1) механический состав почвы, характеризующий относительное содержание в почве частиц различной величины; 2)весовое соотношение в почве частиц разного размера. Под частицами разного размера подразумеваются группы частиц, диаметр которых лежит в определенных пределах. Каждая из таких групп называется гранулометрической (механической) фракцией почвы.

Группировка механических элементов по размерам называется классификацией механических элементов. В нашей стране применяется классификация Н.А. Качинского.

Название механических элементов Диаметр механических элементов, мм
Физический песок (> 0,01 мм)
Камни > 3
Гравий 3–1
Песок крупный 1–0,5
Песок средний 0,5–0,25
Песок мелкий 0,25–0,05
Пыль крупная 0,05–0,01
Физическая глина ( 1 мм) с точки зрения водно-физических свойств не активна, инертна; она не способна удерживать влагу. Песок (d = 1,0–0,05 мм) обладает слабой водоудерживающей способностью. Пыль (d = 0,05–0,001 мм) очень хорошо удерживает воду и обладает хорошей водоподъемной способностью; ил (d

Ниже приводится описание техники выполнения этих методов.

1. Сухое растирание (метод «зеркала»). Небольшой комочек воздушно-сухой почвы ( размером с горошину) растирают пальцами и высыпают на сухую ладонь. Почву втирают указательным пальцем в кожу, затем ладонь переворачивают и слегка встряхивают. На ладони остается так называемое «зеркало» за счет оставшихся в бороздках и порах кожи наиболее мелких частиц (фракции физической глины). По «зеркалу» определяют гранулометрический состав почвы.

Рыхлые пески «зеркала» почти не дают; у связных песков оно слабое, редкое, но все же ясно заметное; у супесей – ясно заметное, но прерывистое; у легких суглинков – хорошее, почти сплошное и у средних суглинков – сплошное «зеркало». Более тяжелые по составу почвы трудно растирать пальцем в сухом состоянии. Обычно они имеют хорошо выраженную микроструктуру и поэтому могут показаться опесчаненными и даже дать прерывистое «зеркало», что ошибочно укажет на более легкий гранулометрический состав.

Методом сухого растирания хорошо определять гранулометрический состав лишь песчаных, супесчаных и легкосуглинистых почв. С его помощью можно дать и дополнительную характеристику гранулометрического состава. Пылеватые почвы и породы при растирании дают ощущение мягкости или «бархатистости»; песчанистые – жесткости, шероховатости; пылевато-песчанистые – мягкости, но и явного присутствия песчинок ( более трех ).

2 . Мокрое растирание. Небольшую щепотку почвы смачивают водой и растирают на ладони . Рыхлые пески не оставляют почти никакого следа, связные – слегка загрязняют ладонь; супеси загрязняют ладонь сильнее; легкие и средние суглинки почти сплошь замазывают кожу, а тяжелые – сплошь; глины дают однородную мажущуюся массу.

3. Скатывание шнура (по Н. А. Качинскому). Почву смачивают и разминают пальцами до консистенции теста. В таком состоянии вода не отжимается, а почва блестит и мажется. Хорошо размятую почву раскатывают между ладонями и шнур сворачивают в колечко (толщина шнура около 3 мм, диаметр кольца около 3 см). Пески не образуют шнура; супеси дают зачатки шнура; у легких суглинков шнур образуется, но распадается на дольки; средние суглинки дают сплошной шнур, но при свертывании в кольцо он разламывается на дольки; шнур образуется сплошной, но при свертывании в кольцо трескается – тяжелый суглинок; глины дают сплошной шнур, который свертывается в кольцо, не трескаясь.

Сильнокарбонатные почвы следует смачивать не водой, а 8-10 %-ной соляной кислотой для разрушения почвенной микроструктуры.

4. Скатывание шарика. Из сырой или смоченной размятой почвы скатывают шарик диаметром 2-3 см, который затем расплющивают в тонкую лепешку. У рыхлых песков шарик не образуется; у связных песков – легко крошится; у супесей – имеет шероховатую поверхность и при расплющивании распадается на куски; у суглинков – гладкую поверхность, при расплющивании глубоко растрескивается по краям; у глинистых – блестящую поверхность, причем у легкоглинистых – при расплющивании лепешка с незначительными трещинами по краям, а у средне- и тяжелоглинистых – без трещин.

5. Проба ножом. Лезвием ножа делают черту и срез почвы. Черта осыпается, поверхность среза шероховатая, иод ножом слышен треск – песчанистая почва; черта с разорванными краями от выпавших песчинок, поверхность среза шероховатая – супесчаная; черта ровная, шире лезвия ножа, поверхность среза ровная, матовая, под ножом треска не слышно – суглинистая; черта узкая, равна по ширине лезвию, срез гладкий, блестящий – глинистая почва.

6. Определение механического состава почвы по структурности пашни. Почвы разного гранулометрического состава обладают различной способностью образовывать структурные агрегаты. Наблюдая структурность недавно обработанных (заборонованных) участков, можно заметить, что рыхлопесчаные почвы состоят из раздельночастичной бесструктурной массы, связнопесчаные – имеют на поверхности отдельные комки, у рыхлопесчаных – комки занимают менее 1/3 поверхности, у связносупесчаных — до 1/2, у легкосуглинистых – около 3/4, у среднесуглинистых – вся поверхность покрыта комками размером от голубиного до куриного яйца, у тяжелосуглинистых и глинистых – комки покрывают всю поверхность и среди них встречаются глыбы до 10 и более сантиметров.

Перед лабораторным анализом проводят подготовку образца, которая заключается в полном разделении почвы на элементарные частицы. Для этого почву растирают, обрабатывают кислотой (для удаления карбонатов) и щелочами, а затем кипятят. Подготовленную суспензию переносят в мерный цилиндр для отбора фракций. Лабораторные методы основаны на различной скорости осаждения фракций разного размера в стоячей воде. Скорость осаждения частиц пропорциональна их радиусу в квадрате.

Сущность пипеточного метода заключается в том, что с помощью специальной пипетки с определенной глубины взмученной суспензии через определенное время берут пробы по 20. 25 см3. Пробы выпаривают в заранее взвешенных стаканчиках или чашках, высушивают и взвешивают. По массе фракций в каждой пробе рассчитывают гранулометрический состав почвы. При этом учитывают содержание таких цементирующих веществ, как карбонаты кальция. Почва, в которой содержится значительное количество карбонатов, обладает низкой водопроницаемостью, большой сопротивляемостью почвообрабатывающим орудиям и является тяжелой. Если же такую почву промыть кислотой (чтобы удалить карбонаты), то в результате анализа мы получим данные, указывающие на высокую водопроницаемость и легкую податливость обработке, то есть эта почва будет иметь совершенно иные свойства, чем природная.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Гранулометрический (механический) состав грунтов и почв

Твердая фаза почвы состоит из частиц различных размеров, которые называются механическими элементами или гранулами. Относительное содержание в почве или грунте механических элементов называется механическим или гранулометрическим составом, а количественное определение их гранулометрическим или механическим анализом.

В соответствии с ГОСТ 27593-88 «Почвы. Термины и определения», гранулометрический состав – это содержание в почве механических элементов, объединенных по фракции.

Проведение гранулометрического анализа очень важно при определении физико-механических свойств почв/грунтов, таких как порозность, влагоемкость, водопроницаемость, плотность, пластичность, липкость, набухание и др., то есть тех свойств, которые напрямую влияют на плодородие почв или знание которых необходимо при проведении строительных работ.

Механические элементы в зависимости от размера подразделяют на фракции: больше 3мм-камни, 3-1мм — гравий, песок 1-0,05мм (крупный, средний, мелкий), пыль – 0,05-0,001 (крупная, средняя, мелкая), ил – 0,001-0,0001 (грубый, тонкий) и коллоиды меньше 0,0001. Сумму всех механических элементов почвы размером меньше 0,01мм называют физической глиной, а больше 0,01мм – физическим песком. Кроме того, выделяют мелкозем, в который входят частицы меньше 1мм, и почвенный скелет – частицы больше 1мм.

Соотношение физической глины и физического песка лежит в основе классификации почв по механическому составу. Все почвы и грунты по механическому составу объединяют в несколько групп с характерными для них физическими и химическими свойствами: песок, супесь, суглинок, глина. Каждая группа подразделяется на подгруппы в зависимости от крупности механических элементов и преобладающих фракций.

Методы гранулометрического анализа

Гранулометрический состав можно определить приближенно в полевых условиях по внешним признакам и на ощупь «сухим» или «мокрым» методом. Этими методами могут воспользоваться садоводы-огородники при определении доз внесения удобрений, количества песка, торфа, опилок для улучшения структуры почвы и создания более благоприятных условий для роста сельскохозяйственных культур.

«Сухой» метод

Сухой комочек или щепотку почвы/грунта кладут на ладонь и тщательно растирают пальцами. Механический состав определяется по ощущению при растирании. Глинистые почвы в сухом состоянии с большим трудом растираются между пальцами, но в растертом состоянии ощущается однородный тонкий порошок. Суглинистые почвы при растирании в сухом состоянии дают тонкий порошок, в котором прощупывается некоторое количество песчаных частиц. Песчаные почвы состоят только из песчаных зерен с небольшой примесью пылеватых и глинистых частиц.
Пылеватые почвы и породы при растирании дают ощущение мягкости или «бархатистости»; песчанистые — жесткости, шероховатости; пылевато-песчанистые — мягкости, но и явного присутствия песчинок.

«Мокрый» метод

Образец растертой почвы или грунта увлажняют до тестообразного состояния, при котором почвы обладают наибольшей пластичностью. Затем пробуют на ладони скатать шарик и из него шнур толщиной около 3мм. Получившийся шнур пробуют свернуть в кольцо диаметром 2-3см. В зависимости от механического состава почвы/грунта показатели «мокрого» анализа будут различны. У рыхлых песков шарик не образуется; у связных песков — легко крошится; у супесей — имеет шероховатую поверхность; у суглинков — гладкую поверхность; у глинистых — гладкую, блестящую поверхность. Пески не образуют шнура; супеси дают зачатки шнура; у легких суглинков шнур образуется, но распадается на дольки; средние суглинки дают сплошной шнур, но при свертывании в кольцо он разламывается на дольки; тяжелый суглинок — шнур образуется сплошной, но при свертывании в кольцо трескается ; глины дают сплошной шнур, который свертывается в кольцо, не трескаясь.

Для точного установления гранулометрического состава применяют лабораторные методы, позволяющие находить количество всех групп механических элементов, слагающих почву или грунт.

При исследованиях гранулометрического состава почв/грунтов песчаного и крупнообломочного состава, реже в супесчаных, применяется ситовой метод (метод просеивания на ситах). Пробы грунта просеивают через набор сит с отверстиями разного диаметра: 10; 5; 2; 1; 0,5; 0,25; 0,1. Каждую фракцию грунта, задержавшуюся на ситах, взвешивают и рассчитывают процентное содержание по отношению к общей массе грунта. При проведении гранулометрического анализа песков с размером частиц от 10 до 0,5 мм просеивание проводится без промывки, а от 10 до 0,1 мм с промывкой водой

Для исследования гранулометрического состава глинистых и суглинистых грунтов для частиц менее 0,1мм применяют ареометрический и пипеточный методы гранулометрического анализа. Эти методы основаны на зависимости, существующей между скоростями падения частиц и их размером. Если взмутить суспензию почвы/грунта и оставить ее в спокойном состоянии, то постепенно взмученные частицы осядут. Быстрее будут осаждаться более крупные по размеру и более тяжелые механические элементы, то есть плотность и механический состав суспензии будут изменяться с течением времени.

При ареометрическом методе производят измерения плотности отстаиваемой в цилиндре суспензии ареометром через определенные промежутки времени. Плотность, измеренная ареометром, зависит от содержания в суспензии взвешенных твердых частиц. Получив значения убывающей плотности через определенные промежутки времени, с помощью расчетных формул или по номограммам определяют процентное содержание частиц определенного размера.

Пипеточный метод предполагает отбор проб суспензии из цилиндра с определенных глубин через разные промежутки времени. Для производства анализа взмучивают грунтовую суспензию и оставляют ее в покое на определенное время, после чего специальной пипеткой с нужной глубины отбирают пробу суспензии. Такая проба содержит только те частицы, которые не успели осесть за указанное время отстаивания. При следующих пробах, взятых пипеткой через большие промежутки времени от начала отстаивания суспензии, получают более мелкие частицы. Определяя массу высушенных проб и зная размер отобранных частиц (вычисляемый по длительности отстаивания суспензии и глубине взятия проб), вычисляют процентное содержание этих частиц в образце почвы/грунта.

Классификация почв по механическому составу (по Н.А. Качинскому)

Название
почвы по механическому составу
Содержание
физической глины (частиц 0,01 мм) в %
ПОЧВЫ
подзолистоготипа почвообразования (ненасыщ.
основан.)
степного типа
почвообразования красноземы и желтоземы
солонцы и сильно
солонцеватые почвы
подзолистоготипа почвообразования (ненасыщ.
основан.)
степного типа
почвообразования красноземы и желтоземы
солонцы и сильно
солонцеватые почвы
песок рыхлый 0-5 0-5 0-5 100-95 100-95 100-95
песок связный 5-10 5-10 5-10 95-90 95-90 95-90
супесь 10-20 10-20 10-15 90-80 90-80 90-85
суглинок легкий 20-30 20-30 15-20 80-70 80-70 85-80
суглинок средний 30-40 30-45 20-30 70-60 70-55 80-70
суглинок тяжелый 40-50 45-60 30-40 60-50 55-40 70-60
глина легкая 50-60 60-75 40-50 50-35 40-25 60-50
глина средняя 65-80 75-85 50-65 35-20 25-15 50-35
глина тяжелая >80 >85 >65 Подготовка проб почвы Проведение экстракции проб Отбор навесок почвы

Полезные статьи

Наука о почвах — этапы развития почвоведения

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА ПОЧВ

Цель занятия: Научиться определять гранулометрический состав почв полевыми методами («сухим» и «мокрым»); приобрести навыки в оценке гранулометрического состава почв.

Время: 2 часа

Материалы:

1. Образец почвы в почвенном ящике.

2. Бланк описания образца почвы.

3. Фарфоровая ступка и пестик.

4. Мензурка или колба с водой.

5. Влажные салфетки для рук.

Задание:Определить гранулометрический состав трех почвенных образцов «сухим» и «мокрым» способами.

Существует несколько способов определения гранулометрического состава почв и почвообразующих пород. Наиболее простыми приемами, широко используемыми при полевом исследовании почвы, являются «сухой» (на ощупь) и «мокрый» (метод раскатывания) для отнесения почвы и почвообразующей породы к глинистой, суглинистой, супесчаной или песчаной группе.

Порядок работы.

Методика определения механического состава почв в сухом состоянии («сухим методом»).

Из каждого почвенного образца (генетического горизонта) берут небольшую пробу землистой массы почвы и растирают ее на ладони или между пальцами и по ощущению относят к той или иной группе по гранулометрическому составу, пользуясь следующей группировкой.

1. Комки и структурные отдельности очень твердые, не раздавливаются между пальцами. При растирании ощущается однородная, тонко измельченная мучнистая масса – почва глинистая.

2. Комки и структурные отдельности прочные, с трудом раздавливаются между пальцами. При растирании на ладони появляется ощущение мучнистости (глинистые или тонкопылеватые частицы) и слабой шероховатости (песчаные частицы) – почва тяжелосуглинистая.

3. Комки и структурные отдельности раздавливаются между пальцами с трудом. При растирании ощущается шероховатость (песчаные частицы) и заметна мучнистость (глинистые и пылеватые частицы) – почва среднесуглинистая.

4. Комки и структурные отдельности раздавливаются при небольшом усилии. При растирании образца на ладони хорошо заметны песчаные частицы (шероховатые) и пылеватые (мучнистые) – почва легкосуглинистая.

5. Комки легко раздавливаются. При растирании преобладает ощущение шероховатости (песчаные частицы) – почва супесчаная.

6. Комки очень легко раздавливаются, превращаясь в сыпучую массу. При растирании появляется ощущение шероховатости (преобладают песчаные частицы, отчетливо различимые невооруженным глазом) – почва песчаная.

7. При наличии среди мелкозема (частиц менее 1 мм) обломков минералов и горных пород (величиной более 3 мм) почва характеризуется как каменистая (щебенчатая).

Методика определения гранулометрического состава почв во влажном состоянии («мокрым методом»).

1. Небольшое количество почвенного материала (объём одной чайной ложки) образца почвы, очищается от посторонних предметов (веточки, стебли и корни трав, обломки камней, угольки и т.д.), аккуратно растирается в фарфоровой ступке до однородной рассыпчатой массы и смачивается водой из мензурки или колбы до густой вязкой (тестообразной) консистенции.

2. Полученная масса скатывается в шарик диаметром около 1,5–2 см.

3. Шарик раскатывается на более или менее ровной поверхности (стол, тетрадная поверхность, ладонь и т.д.) в шнур длиной около 5 см и равномерной толщиной около 3-4 мм.

4. Полученный шнур аккуратно сгибается в кольцо также на более или менее ровной поверхности (стол, тетрадная поверхность, ладонь и т.д.).

5. По характеру раскатывания материала в шнур, его морфологии, наличию и густоте трещин на нём определяют разновидность почвы по гранулометрическому составу, пользуясь основными показателями таблицы.

6. Для надёжности определения механического состава и исключения случайного результата необходимо провести описанную выше процедуру на раскатывание не менее двух-трёх раз для одного и того же образца.

7. Сравнивают полученные результаты с результатами определения гранулометрического состава почвы «сухим» способом.

8. Итоговый результат по гранулометрическому составу каждого почвенного образца вписывается простым карандашом в соответствующую графу бланка описания образца почвы.

Вид образца в плане после раскатывания

Шнур не образуется — песок

Зачатки шнура — супесь

Шнур дробится при раскатывании — легкий суглинок

Шнур сплошной кольцо при свертывании распадается — средний суглинок

Шнур сплошной кольцо с трещинами — тяжелый суглинок

Шнур сплошной кольцо дельное — глина

Практическая работа № 3.

ПОЛЕВОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЧВ

Цель занятия: научиться закладывать почвенные разрезы; приобрести навыки по выделению почвенных горизонтов и описанию морфологических признаков почвенных горизонтов в полевых условиях; научиться отбирать почвенные образцы для лабораторных исследований.

Время: 6 часов

Задание:в соответствии с требованиями заложить основной почвенный разрез, сделать описание почвенного разреза, произвести отбор почвенных образцов.

Порядок работы.

1. Прежде всего, необходимо самым тщательным образом осмотреть местность, определить характер рельефа и растительности для правильного выбора места заложения почвенного разреза.

2. Разрез необходимо закладывать в наиболее характерном месте обследуемой территории. Почвенные разрезы не должны закладываться вблизи дорог, рядом с канавами, на нетипичных для данной территории элементах микрорельефа (понижения, кочки).

3. На выбранном участке местности копают почвенный разрез так, чтобы три стенки его были отвесными, а четвертая спускалась ступеньками (рис. 3. 1).

Рис. 3.1. Почвенный разрез

Передняя, лицевая, стенка разреза, предназначенная для описания, должна быть обращена к солнцу.

При рытье разреза почву необходимо выбрасывать только на боковые стороны и ни в коем случае не на лицевую стенку, что может привести к ее загрязнению, разрушению верхних горизонтов, изменению их мощности и т. д.

Основной разрезы закладывают до такой глубины, чтобы вскрыть верхние горизонты неизменной материнской породы.

4. На основе изменений окраски выделяют генетические горизонты, отмечают их границы ножом и измеряют мощность каждого из них в сантиметрах.

5. Детально описывают каждый генетический горизонт по морфологическим признакам.

Последнее изменение этой страницы: 2017-02-22; Нарушение авторского права страницы

Гранулометрический состав почвы Определить самостоятельно

Гранулометрический состав почвы – фундаментальное свойство почвы, т.е. от него зависят многие другие почвенные свойства (физические, химические, биологические, физико-химические и др.).

Твердая фаза почв формируются при выветривании горных пород. Она представлена частицами (обломками) первичных и вторичных минералов, органического вещества (гумуса) и органо-минеральных соединений

Все эти частицы называются механическими элементами

В почве они находятся в раздельно-частичном состоянии, либо в виде агрегатов разной величины и формы. Размеры механических элементов различаются, что связано с особенностями почвообразовательных процессов

Частицы разного размера определяют и особые свойства почвы. Эти свойства меняются довольно отчетливо, а, иногда, и резко, что послужило основанием для разделения их на группы или фракции.Такая группировка называется КЛАССИФИКАЦИЕЙ МЕХАНИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ

В России наибольшее распространение и признание получила классификация Н.А. Качинского. Эта классификация играет такое же большое значение, как периодическая система Менделеева в химии. Можно, даже сказать, что суть их в принципе одинакова.

Рассмотрим несколько клаасификаций механических элементов по размерам:

Первая классификациядостаточно простая &#150

частицы размером более 1 мм: СКЕЛЕТ почвы

частицы размером менее 1 мм: МЕЛКОЗЕМ

Вторая классификациянаиболее важная, на ее основе почвы классифицируются по гранулометрическому составу &#150

частицы размером более 0,01 мм называют: ФИЗИЧЕСКИЙ ПЕСОК

частицы размером менее 0,01 мм: ФИЗИЧЕСКАЯ ГЛИНА

Все главнейшие свойства почв особенно резко изменяются на переходе размера частиц через 0,01 мм.

Третья классификация &#150 Н.А. Качинского:

Классификация механических элементов почвы

Название фракций
механических элементов
Размер фракций, мм Группы фракций
Камни > 3 СКЕЛЕТ
Гравий 3-1 СКЕЛЕТ
Песок крупный 1-0,5 ФИЗИЧЕСКИЙ ПЕСОК
Песок средний 0,5-0,25 ФИЗИЧЕСКИЙ ПЕСОК
Песок мелкий 0,25-0,05 ФИЗИЧЕСКИЙ ПЕСОК
Пыль крупная 0,05-0,01 ФИЗИЧЕСКИЙ ПЕСОК
Пыль средняя 0,01-0,005 ФИЗИЧЕСКАЯ ГЛИНА
Пыль мелкая 0,005-0,001 ФИЗИЧЕСКАЯ ГЛИНА
Ил грубый 0,001-0,0005 ФИЗИЧЕСКАЯ ГЛИНА
Ил тонкий 0,0005-0,0001 ФИЗИЧЕСКАЯ ГЛИНА
КОЛЛОИДЫ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПОЧВЫ это относительное содержание в почве частиц разного размера или, по-другому, процентное соотношение между физическим песком и физической глиной

Далее в таблице представлена классификация почв по гранулометрическому составу (Н.А. Качинский)

Классификация почв по гранулометрическому составу

Название почвы по гранулометрическому составу Содержание физической глины (
Песчаные 0-10
Супесчаные 10-20
Легкосуглинистые 20-30
Среднесуглинистые 30-40
Тяжелосуглинистые 40-50
Легкоглинистые 50-65
Среднеглинистые 65-80
Тяжелоглинистые более 80

Чем больше физической глины в твердой фазе почв, тем тяжелее их обрабатывать, поэтому в агрономии различают тяжелые и легкие почвы.

Песчаные и супесчаные почвы легко поддаются обработке, поэтому издавна их называют легкими, характеризуются хорошей водопроницаемостью и благоприятным воздушным режимом, быстро прогреваются, но также быстро остывают и имеют низкую влагоемкость. Поэтому на песчаных и супесчаных почвах даже во влажных районах растения страдают от недостатка влаги. Легкие почвы бедны гумусом и элементами питания растений, обладают незначительной поглотительной способностью, подвергаются ветровой эрозии. Физико-механические свойства, например, пластичность, липкость, набухаемость, сопротивление при обработке на легких почвах отличаются от тяжелых, а от этого зависят сроки проведения полевых работ, нормы выработка, расход горючего и т.д.

Суглинистые и глинистые почвы отличаются более высокой связностью и влагоемкостью, хорошо обеспечены питательными веществами и гумусом по сравнению с песчаными почвами. Запасы влаги и питательных веществ в этих почвах способны обеспечить хорошие урожаи сельскохозяйственных культур, особенно на тяжелосуглинистых и глинистых почвах, которые обладают выраженной структурой и содержат достаточное количество водопрочных агрегатов. Однако, обработка этих почв требует больших энергетических затрат, поэтому их принято называть тяжелыми. Тяжелые почвы подвергаются водной эрозии в большой степени, нежели ветровой. При нерациональном использовании эти почвы могут терять свою структуру. Тяжелые бесструктурные почвы обладают характерными свойствами глинистых частиц, с чем связаны неблагоприятные физические и физико-механические свойства. В зависимости от влажности глина резко меняет свои свойства: она тверда в сухом состоянии, при избытке воды – текуча, а при умеренном содержании воды – пластична. В связи с этим бесструктурные глинистые почвы имеют слабую водопроницаемость, легко заплывают, образуют корку, отличаются большой плотностью, липкостью, вязкостью, часто неблагоприятным воздушным и тепловым режимами.

Различают несколько методов гранулометрического анализа почвы: полевые и лабораторные (ситовый анализ, гранулометрический анализ почвы в воде).

&#171Сухой&#187 метод легко используется в полевых условиях. Зерно почвы, величиною с зерно гречихи, испытывают на ощупь между пальцами. Раздавливают ногтем на ладони и втирают в кожу. Чем зерно более угловато, жестко, прочно и чем большая часть его после полного раздавливания втирается в кожу, тем почва тяжелее по гранулометрическому составу.

&#171Мокрый&#187 метод используется как в поле, так и в лаборатории. Почву смачивают и разминают между пальцами до такого состояния, чтобы не ощущались ее структурные зерна, до консистенции теста. Хорошо размятая почва раскатывается на ладони «ребром» второй кисти руки в шнур и сворачивается в колечко. Толщина шнура около 3 мм, диаметр кольца — около 3 см. (таблица)

Определение гранулометрического состава грунта

Гранулометрический состав грунта – это определенное содержание по весу разнофракционных частиц, выражающееся в их процентном отношении к массе сухих проб, взятых для анализа.

Отборы конкретных образцов осуществляют согласно требований ГОСТа 12071-2000, где микроагрегатный состав определяется по весовому содержанию твердых водостойких составляющих частиц.

Методы анализа гранулометрического состава изложены в межгосударственном стандарте — ГОСТе 12536-79.

Цели исследования

Актуальность определения гранулометрического состава грунта обуславливается широким спектром работ, для выполнения которых необходимы сведения о водорастворяемых частицах.

Такой анализ проводится для решения следующих вопросов:

  • определения классификации грунтов на определенной территории;
  • оценки пригодности грунтового состава для применения в качестве насыпных сооружений для земляных плотин, дамб и дорог;
  • расчета обратных фильтров;
  • вычисления степени водопроницаемости несвязанных и рыхлых смесей;
  • выбора наиболее подходящих отверстий для установки фильтров скважин бурового типа;
  • оценки грунтов для возможности их использования как наполнителя при изготовлении цементно-бетонных смесей и стройматериалов;
  • вычисления потенциально возможного проседания почвы в фильтрующих плотинах, выемках и котлованах.

Гранулометрический анализ позволяет вычислить важнейшие характеристики грунта: степень усадки, пористость, сопротивление сдвигу, пластичность, сжимаемость и капиллярность.

Виды обломочных несцементированных грунтов

Исходя из неоднородного состава, существует определенная классификация, позволяющая соотносить исследуемые образцы к одной из категорий.

Выделяют такие виды обломочных несцементированных грунтов:

В основе данной классификации лежит принцип фракционного размера обломков, от чего напрямую зависят свойства, в том числе степени водопоглощения и водорастворения.

Крупнообломочные

Это несвязные крупнодисперсные фракции, сформированные в результате воздействия водных потоков и ледников на скальные породы.

В их составе свыше 50% частиц, диаметр которых превышает 2 мм.

Подразделяются на два вида: с высоким содержанием песчаных (свыше 40%) и глинистых (свыше 30%) частиц.

Они могут быть достаточно однородными, однако все они характеризуются степенью водонасыщения, текучестью и уровнем влажности.

Такие грунты образуются в результате сильного выветривания горных пород.

Щебенистые

Разновидность галечниковых грунтов плотностью от 1,2 до 3 г/см3, представляющие собой раздробленную в результате естественных причин скальную породу.

Частицы в виде щебеночных обломков, имеют размеры от 10 до 200 мм, причем разной формы (игловатая, пластинчатая). Данные грунты в сухом состоянии обладают крайне низкой способностью связываться между собой.

Грунт характеризуется низкой способностью к сжатию, давая эффективную основу для фундамента строений.

Дресвяные/гравийные

Дресвяные и гравийные грунты – это обломочная категория грунтовых составов, имеющая частицы окатанного типа, размером от 3 до 70 мм. Чаще всего такие грунты располагаются в поймах рек, рядом с озерами, прудами и морями.

В сухом состоянии они обладают очень маленьким процентом связности.

Различный минералогический состав частиц, составляющих такие грунты, придает ему определенную скелетность, неплохую прочность и устойчивость.

Песчаные

Песчаные грунты – это смесевые частицы разрушенных твердых (горных) пород, включающих в себя зерна кварца и ряда других минералов.

В зависимости от особенностей входящих в состав такого грунта элементов он может иметь высокую, среднюю или низкую плотность. По характеристикам он относится к несвязному минеральному типу, размеры частиц которого составляют от 0,05 до 2 мм в объеме, не больше 50%.

Крупный и гравелистый песок

Песок гравелистого типа состоит из песчинок, размерами от 0,28 мм до 5-6 мм и обладает хорошей несущей способностью за счет плотности 5,5-6,5 кг/см2.

Достаточно схожими свойствами обладает крупный песок, где размеры песчинок составляют от 0,30 до 2 мм.

В состав обоих типов песка входят такие минералы, как полевой шпат (8%), кварц (70%), кальцит (3%) и прочие (11%).

Примечательно, что свойство грунта в плане хорошей несущей способности не зависит от объема влаги, присутствующей в составе гравелистого и крупного песка.

Средний и мелкий песок

Мелкий песок состоит из песчинок, размерами от 1,5 до 2,0, а средний – от 2,0 до 3,0 мм. Такие песчаные составы имеют в среднем плотность порядка 3-5 кг/см2, которая дает им высокую несущую способность.

В отличие от крупного и среднего, мелкий песок при насыщении влагой теряет свои прочностные свойства, которые уменьшаются в 2 раза.

Пылеватые частицы

По своему минеральному составу пылеватые частицы – это практически чистый кварц, реже — полевые шпаты с примесью других минералов. Размеры таких составов от 0,050 до 0,001 мм.

В сухом состоянии они обладают крайне слабой связанностью, имеют низкий уровень пластичности. Хороший капиллярный состав позволяет поднимать воду на высоту до 2,5-3 м.

Водопроницаемость таких грунтов крайне низкая. Пылеватые частицы при соприкосновении с влагой способны принимать состояние плывунов.

Суглинок и глинистые частицы

Суглинок – рыхлая порода осадочного типа, содержащая в среднем от 10 до 30% глинистых веществ, размером менее 0,005 мм. В таком грунте может присутствовать супесь – песчаные частицы с содержанием глинистых примесей в объеме до 10%, которые по своим характеристикам очень схожи с песчаными грунтами.

В песчаных суглинках содержится в основном кварц с воднорастворимыми солями, а в глинистых – минералы монтмориллонит, иллит и каолинит.

Методы определения состава грунтовой смеси

Для определения состава используется принцип расчленения грунтовой смеси на определенные группы, схожие по своему составу и специально отобранные для пробы. Размеры частиц определяется в миллиметрах, а вес – в граммах.

Существуют различные методики определения такого состава, главными из которых являются ситовой, ареометрический, пипеточный и отмучивание.

Ситовой

В его основе – использование набора сит с отверстиями, размерами 0,25; 0,1; 1; 0,5; 5; 2; 10 мм, а также специальной машины для просеивания с поддоном.

Благодаря такому просеиванию удается определить и визуально увидеть состав грунта, а также процентное соотношение имеющихся в нем минералов и компонентов.

Для получения объективного анализа следует внимательно отнестись к вычислению массы средней пробы грунта, которая должна иметь следующие значения:

  • При частицах, размерами до 2 мм — 100 г.
  • При частицах, размерами выше 2 мм (до 10% от общего веса) – 500 г.
  • При частицах, размерами выше 2 мм (10-30% от общего веса) – 1000 г.
  • При частицах, размерами выше 2 мм (свыше 30% от общего веса) – 2000 г.

Для будущего анализа среднюю пробу определяют методом квартования (разделения взятых проб).

Ареометрический

Основан на учете изменения плотности суспензии, которая замеряется по мере отстаивания с помощью специального прибора – ареометра.

Предварительно отбирается проба, где используется метод квартования, при котором смесь проходит дополнительно через сито, с диаметром отверстий до 1 мм.

Масса средней пробы составляет:

  • Для супесей – 40 г.
  • Для глин – 20 г.
  • Для суглинков – 30 г.

После определения процентного содержания смесей грунта при помощи ареометра, вычисляют содержание каждой отдельной фракции. Здесь используют метод последовательного вычитания меньшей величины из большей. Пробу отбирают с учетом природной влажности.

Метод отмучивания

Суть методики заключается в определении содержания пылеобразных и глинистых частиц по изменению масса песка после предварительного отмучивания частиц. Для выполнения испытания используется сушильный шкаф, цилиндрическое ведро или сосуд и секундомер.

В ходе проведения испытания просеянный и высушенный до постоянной массы песок (1000 г) помещают в ведро и заливают водой, после чего выдерживают так 2 часа.

Цилиндрическое ведро

Параллельно из воды удаляются все посторонние частицы и глинистые примеси. Промывку производят несколько раз. После того, как вода в ходе промывки станет чистой, можно приступать к сливу суспензии через нижнее отверстие в сосуде.

Далее остается только вычислить содержание в песке отмучиваемых глинистых частиц по формуле:

  • m – вес высушенной навески до процесса отмучивания
  • m1 — вес высушенной навески после процесса отмучивания

Пипеточный

При таком способе содержание глинистых и пылеобразных частиц определяется путем выпаривания суспензии (получаемой при промывке песка и взвешивании сухого остатка), отобранной с помощью пипетки.

Метод заключается в перемешивании песка, залитого водой в специальном сосуде, а также ополаскиванием путем переливания суспензии во второе ведро.

Металлический цилиндр с пипеткой мерного типа

Спустя 1,5-2 минуты, когда осадок ляжет на дно. С помощью мерной пипетки берут пробу и выливают все содержимое на предварительно взвешенный стакан. Полученную суспензию выпаривают в специальном сушильном шкафу.

Результат обрабатывается по формуле:

  • m — масса навески песка, г;
  • m 1- вес чашки для выпаривания жидкости, г;
  • m 2- вес чашки с уже выпаренным порошком, г.

Расчет степени неоднородности гранулометрического состава песчаного грунта

С целью определения пригодности песчаного грунта для выполнения тех или иных работ часто требуется просчет степени неоднородности его гранулометрического состава.

Для этого существует специальная формула:

  • d60 – диаметр частиц, которых в данной смеси содержится меньше 60% по массе;
  • d10 – диаметр частиц, которых в данной смеси содержится меньше 10% по массе

Если получившееся в результате расчета значение Сu≥3, то к наименованию песчаного грунта добавляют такое слово, как «неоднородный». Если же Сu Полезное видео

Смотрите интересный видеоматериал, в котором наглядно показан один из методов определения гранулометрического состава грунта.

Заключение

Чтобы получить объективные данные относительно гранулометрического состава исследуемого грунта используют разные методы расчета. Это позволяет исключить вероятность ошибок при получении результатов, добившись максимальной точности в плане выявления процентного соотношения сухого остатка, плотности и размера внутренних фракций.

Читать еще:  Мои сорта лучших, любимых подснежников и крокусов
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector