Основные свойства грунтов: Грунты и их основные свойства

Грунты и их основные свойства

Грунты — горные породы, залегающие преимущест­венно в пределах зоны выветривания и являющиеся объ­ектом инженерно-строительной деятельности человека.

Грунты характеризуются следующими основными физическими свойствами: плотностью, пористостью, влажностью, объемной массой, пластичностью, липко­стью, набуханием и усадкой.

Плотность — отношение массы твердой фазы грунта к массе воды равного объема при температуре 4° С.

Пористость — отношение объема пор ко всему объему грунта (включая объем пор).

Влажность — отношение массы воды, которая содер­жится в порах, к абсолютно сухой массе грунта.

Объемная масса — масса единицы объема грунта, в том числе и воды, в его порах.

Пластичность — способность грунта деформировать­ся под действием внешнего давления без разрыва сплош­ности грунта и сохранять приданную форму после пре­кращения усилия, вызвавшего деформацию грунта.

Липкость — способность грунта прилипать к пред­метам.

Набухание — способность грунта увеличивать свой объем при впитывании воды.

Усадка — способность влажных грунтов уменьшать свой объем при высыхании.

Грунты различают скальные (высокопрочные, мо­нолитные) и рыхлые (нескальные), состоящие из от­дельных элементов. К скальным грунтам относятся гра­ниты, базальты, мраморы, кварциты и пр. Рыхлые грунты подразделяются на крупнообломочные (валунные, галечниковые, гравийные), песчаные (пески гравелистые, крупные, средней крупности, мелкие, пылеватые) и гли­нистые (супеси, суглинки, глины).

К основным видам грунтов относятся: песок, супесь, суглинок, глина, лёсс, гравий.

Песок — мелкообломочная рыхлая порода, состоящая из зерен (песчинок) кварца и других минералов и об­ломков пород с примесью пылеватых и глинистых частиц.

Супесь — смесь песка (90—97%) с глиной (10—3%).

Суглинок — смесь песка (до 40%) с глиной (до 30%). Суглинки обычно включают примеси углекислого каль­ция и гидроокислов железа.

Глина состоит в основном из силикатов со слоистой кристаллической структурой. Жирная глина отличается незначительной примесью песка, тощая — большим ко­личеством песка.

Лёсс — пористая тонкозернистая рыхлая порода, со­стоящая из пылевидных частиц кварца, полевого шпата, глинистых минералов и некоторых других силикатов с содержанием значительного количества карбоната каль­ция.

Гравий состоит из окатанных обломков горных пород размером от 1—2 до 10—20, реже 50 мм.

По трудности разработки (механизмами или вруч­ную) грунты разделены на группы. Чем выше группа грунта, тем выше трудоемкость его разработки. Трудо­емкость разработки грунтов зависит также от их физи­ческих свойств, которые меняются в зависимости от сте­пени увлажнения, температуры, нарушения структуры грунта.

4.2 Грунты, их основные свойства и классификация

Грунтами называют породы, залегающие в верхних слоях земной коры. К ним относят растительный грунт, песок, супесь, гравий, глину, суглинок, торф, плывуны, различные полускальные и скальные грунты.

По крупности минеральных частиц грунта, их взаимной связи и механической прочности грунты делят на пять классов: скальные, полускальные, крупнообломочные, песчаные (несвязные) и глинистые (связные).

К скальным грунтам относятся сцементированные водоустойчивые и практически несжимаемые породы (граниты, песчаники, известняки и т. п.), залегающие обычно в виде сплошных или трещиноватых массивов.

К полускальным грунтам относятся сцементированные породы, спо­собные к уплотнению (мергели, алевролиты, аргиллиты и т. п.) и не­водостойкие (гипс, гипсоносные конгломераты).

Крупнообломочные грунты состоят из несцементированных кусков скальных и полускальных пород; обычно содержат более 50% обломков пород размером свыше 2 мм.

Песчаные грунты состоят из несцементированных частиц пород раз­мером 0,05-2 мм; представляют собой, как правило, естественно разру­шившиеся и преобразованные в различной степени скальные грунты; не обладают пластичностью.

Глинистые грунты также являются продуктом естественного разру­шения и преобразования первичных горных пород, составляющих скаль­ные грунты, но с преобладающим размером частиц менее 0,005 мм.

Основным объектом разработки в строительстве являются глинистые, песчаные, и песчано-глинистые, а также крупнообломочные и полускаль­ные грунты, покрывающие большую часть земной поверхности.

К основным свойствам и показателям грунтов, влияющим на техноло­гию производства, трудоемкость и стоимость земляных работ, относятся: плотность, влажность, прочность, сцепление, кускоеатость, разрыхляемость, угол естественного откоса и размываемость.

Плотностью р называется отношение массы грунта, включая массу воды в его порах, к занимаемому .этим грунтом объему. Плотность песча­ных и глинистых грунтов — 1,5-2 т/м³; полускальных неразрыхленных грунтов – 2-2,5 т/м³, скальных — более 2,5 т/м³.

Влажностью w называется отношение массы воды в порах грунта к массе его твердых частиц (в процентах). Грунты влажностью до 5% счи­тают сухими, свыше 30% — мокрыми, а от 5 до 30% — нормальной влажно­сти.

При значительной влажности глинистых грунтов появляется липкость. Большая липкость грунта усложняет его выгрузку из ковша машины или кузова, условия работы конвейера или передвижение машины.

Прочность грунтов характеризуется их способностью сопротивляться внешним силовым воздействиям.

Сцепление определяется начальным сопротивлением грунта сдвигу и зависит от вида грунта и степени его влажности. Сцепление песчаных грунтов — 0,03-0,05 МПа, глинистых — 0,05-0,ЗМПа, полускальных –

0,3-4 МПа и скальных — более 4 МПа.

Кусковатость разрыхленной массы (гранулометрический состав) характеризуется процентным содержанием различных фракций.

Разрыхляемость — это способность грунта увеличиваться в объеме при разработке вследствие потери связи между частицами. Увеличение объема грунта характеризуется коэффициентами первоначального и остаточного разрыхления. Коэффициент первоначального разрыхления k_р представляет собой отношение объема разрыхленного грунта к его объему в природном состоянии; для песчаных грунтов k_р = 1,15-1,2, для глинистых k_р = 1,2-1,3, для полускальных и скальных грунтов при взрывании «на встряхивание» k_р изменяется от 1,1 до 1,2, а при взрывании «на развал» — от 1,25 до 1.6 (при большой кусковатости до 2).

Коэффициент остаточного разрыхления k_рo характеризует остаточное увеличение объема грунта (по сравнению с природным состоянием) после его уплотнения. Значение коэффициента

k_рo обычно меньше k_р на 15-20 %.

Угол естественного откоса характеризуется физическими свойствами грунта, при котором он находится в состоянии предельного равновесия. Величина угла естественного откоса зависит от угла внутреннего трения, силы сцепления и давления вышележащих слоев грунта. При отсутствии сил сцепления предельный угол естественного откоса равен углу внутрен­него трения. В соответствии с этим крутизна откосов выемок и насыпей, выражаемая отношением высоты к заложению:

h/а = 1/т, где т — коэффи­циент откоса, для постоянных и временных земляных сооружений различ­на. Крутизна откосов устанавливается СНиПами.

Все грунты группируют и классифицируют

по трудности разработки различными землеройными машинами и вручную. Наиболее часто для оценки трудности разработки грунта используют показатель удельного со­противления резанию (копанию) К_F.

Удельное сопротивление копанию (резанию) К_F представляет собой отношение касательной составляющей усилия, развиваемого на режущей кромке ковша землеройного и землеройно-транспортного оборудования, к площади поперечного среза грунта (стружки).

Значение К_р зависит как от свойств и показателей разрабатываемого грунта, так и от конструктивного исполнения рабочего органа землеройно­го и землеройно-транспортного оборудования.

Профессором Н. Г. Домбровским были предложены шесть групп

грун­тов: I и II — слабые (мягкие) и плотные грунты (чернозем, лесс, суглинок и т. п.), III и IV — очень плотные (тяжелые суглинки, глины и т. п.) и полу­скальные грунты (сланцы, алевролиты и т. п.), V и VI — соответственно хо­рошо и плохо разрыхленные полускальные и скальные грунты. Указанная группировка грунтов по трудности разработки машинами нашла широкое применение в строительстве, на карьерных разработках, в экскаваторо-строении; в измененном виде она положена в основу нормирования и рас­ценок земляных работ в существующих ЕНиР.

Группировка грунтов по трудности разработки в ЕНиР составлена от­дельно для немерзлых (I-VI группы) и мерзлых (I-IIIм) грунтов, при­чем, грунты перечисляются в алфавитном порядке с указанием средних значений плотности. Разрыхленные немерзлые грунты нормируются на одну группу ниже, чем эти же грунты в массиве (неразрыхленном состоянии). К V и VI группам отнесены грунты, кроме пестроцветных моренных глин, разрабатываемые после предварительного разрыхления.

В качестве критерия трудности разработки грунтов различными видами землеройного оборудования часто используют скорость распространения упругих волн в массиве. Так, рядом отечественных заводов-изготовителей и зарубежных фирм по этому критерию устанавливается область приме­нения существующего и перспективного землеройного и землеройно-транспортного оборудования.

Основные строительные свойства грунтов

Навигация:
Главная → Все категории → Технология строительного производства

Основные строительные свойства грунтов Основные строительные свойства грунтов

К грунтам относятся породы, залегающие в верхних слоях земной коры (растительный грунт, торф, песок, супесь, глина, скальные породы и другие). Грунты бывают сыпучие (песок, гравий), связные (глина,суглинок, чернозем) и скальные.

Основными свойствами и характеристиками грунтов, которые влияют на технологию производства земляных работ, являются влажность, сцепление, размываемость, объемный вес и угол естественного откоса. Степень насыщения грунта водой характеризует его влажность и определяется отношением массы воды в грунте к массе твердых частиц и выражается в процентах.

Под объемным весом понимают массу 1 м3 грунта в естественном состоянии в плотном теле. Объемный вес грунтов колеблется от 1,0 до 3 т/м3.

Сопротивление грунта сдвигу зависит от вида грунта и насыщения его водой, что характеризует его сцепление. Самое низкое сцепление в сухих песчаных грунтах. В мерзлых грунтах сила сцепления значительно возрастает.

При производстве земляных работ большое значение имеет угол естественного откоса грунта, т. е. такое состояние, когда крутизна откоса находится в состоянии предельного равновесия. Величина угла естественного откоса зависит от сил сцепления и угла внутреннего трения грунта. В сыпучих грунтах, где почти отсутствуют силы сцепления, угол естественного откоса равен углу внутреннего трения. Техническими условиями принимаются углы естественного откоса для каждого грунта в отдельности.

Выполняя ремонтные работы по усилению оснований под фундаменты и другие сооружения, необходимо обращать внимание на такое свойство грунтов, как их размываемость, т. е. способность уноса текучей водой частиц грунта. Размываемость определяется максимально допустимой скоростью движения воды по дну водоотводов для определенной категории грунтов.

В зависимости от характеристик грунтов по степени размываемости, техническим условиям и проектом производства работ определяют порядок производства земляных работ.

По степени трудности и способам разработки грунты делятся на группы. Так, при разработке грунтов вручную грунты делят на 7 групп, одноковшовыми экскаваторами — на 6.

Похожие статьи:
Правила разрезки кладки

Навигация:
Главная → Все категории → Технология строительного производства

Статьи по теме:

Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум

Свойства грунтов: основные характеристики

Главная > Часто задаваемые вопросы > Свойства грунтов

Свойства грунтов – это их особенности, связанные с геологическим происхождением, составом, физическими и механическими характеристиками. У строительных и плодородных грунтов классификация свойств сильно различается – в зависимости от особенностей их использования.

На этой странице мы расскажем про основные характеристики грунтов, приведем таблицы и сравнительные данные. Наша классификация основана на ГОСТах и СНиПах, но подана простым и понятным языком.

Далее речь пойдет о:

• Физико-механических и химических свойствах
• Строительных свойствах
• Плодородных свойствах

Физико-механические и химические свойства грунтов

Свойства грунтов зависят от состава их твердой, жидкой и газообразной фазы, взаимодействия разных компонентов между собой. Характеристики этих материалов описаны в ГОСТах и нормативных документах. На их основе составлена классификация грунтов, принципы их использования.

Физические свойства

Физические свойства грунтов проявляются в природной среде – то есть, когда на них не оказывается внешнего воздействия. Эти параметры характеризуют физическое состояние и взаимодействие компонентов материала.

Группа физических характеристик включает:

• Влажность – содержание воды в грунте в условиях природного залегания.
• Влагоемкость – количество жидкости, которые может впитать грунт.
• Водопроницаемость – скорость, с которой грунт пропускает сквозь себя влагу (в условиях нормального атмосферного давления).
• Гранулометрический состав – содержание в грунте частиц разных размеров и структура материала.
• Плотность – соотношение массы и объема.
• Пористость – объем свободного (или заполненного водой) пространства между зернами грунта.
• Выветрелость – степень разрушения грунта под воздействием солнца, ветра, осадков, химических и биологических факторов.
• Пластичность – способность грунта менять форму при увлажнении, сохраняя связи между частицами.

Подробнее об этих характеристиках читайте в статье Физические свойства грунта

Механические свойства

Механические свойства показывают, как грунт реагирует на внешние нагрузки. Они играют важную роль в планировании строительства и во многом зависят от физических характеристик.

К механическим свойствам относятся:

• Сжимаемость – способность грунта уменьшать собственный объем под внешней нагрузкой.
• Просадочность – уплотнение грунта под воздействием увлажнения или давления на верхние слои.
• Набухание – Увеличение объема грунта при увлажнении.
• Морозное пучение – увеличение объема грунта при замерзании.
• Прочность – способность грунта сопротивляться внешнему воздействию без разрушения структуры.
• Упругость, или модуль упругости – степень деформации грунта под воздействием вертикальных нагрузок.
• Угол внутреннего трения – сопротивление грунта вертикальному срезу.
• Сцепление – степень взаимодействия частиц грунта между собой.
• Сопротивление грунтов сдвигу – способность грунта выдерживать горизонтальную нагрузку без нарушения структуры.
• Угол естественного откоса – угол между горизонтальной площадкой и конусом, который образовался при свободной засыпке грунта.
• Граница текучести и раската – влажность грунта при потере пластичности.
• Липкость – способность грунта в увлажненном состоянии прилипать к поверхностям.

Подробнее об этих характеристиках читайте в статье Механические свойства грунта

Химические свойства

Грунт – это система, состоящая из множества органических и неорганических соединений. Они взаимодействуют между собой и внешней средой, изменяя характеристики материала.

К химическим свойствам относятся:

• Кислотность – это уровень рН грунта. Кислотность – один из важнейших факторов плодородия почвы.
• Растворимость – свойство грунтов растворяться в различных жидкостях.
• Коррозийные свойства – способность грунта разрушать металлы.
• Засоленность – наличие в грунте растворимых солей натрия, магния и кальция.

Физико-механические и химические свойства грунтов – это сложная тема. На практике, особенно в частном строительстве или садоводстве, далеко не все они имеют значение. В данной статье мы лишь перечислили и кратко описали данные характеристики.

Более подробную информацию по этой теме вы найдете в следующих статьях:

Далее мы расскажем о том, на какие свойства нужно обратить внимание при выборе грунта для разных работ.

Основные свойства грунтов в строительстве

Большинство грунтов используются в строительстве – начиная от простых земляных работ и до выполнения сложных задач (например, устройства фундамента или изготовления бетона).

Ниже мы привели таблицу, в которой указаны наиболее важные свойства грунтов, в зависимости от их назначения.

Подробнее о том, какие характеристики важны при выборе грунтов для тех или иных работ, вы можете узнать на странице Строительные свойства грунтов.

О том, как используются грунты в строительстве, читайте в рубрике Строительный грунт.

Основные свойства грунта для садово-огородных работ

В данном случае главными являются плодородные характеристики, а также безопасность грунтов. Далеко не любой материал может быть использован в садовых работах.

Чаще всего внимание обращают на следующие характеристики:

• Кислотность
• Пористость
• Гранулометрический состав
• Влажность
• Засоленность
• Экологическая безопасность

Подробнее об этом вы можете прочитать на странице Плодородные свойства грунтов.

Итак, характеристики грунтов разделяются на три группы – физические, механические и химические. Первая группа позволяет выяснить, как ведет себя грунт в естественных условиях. Вторая группа характеризует состояние грунта под воздействием различных нагрузок. Ну и третья группа говорит о том, что происходит с грунтом, когда он вступает в химические реакции с другими материалами.

Открытые видеолекции учебных курсов МГУ

Список всех тем лекций

Лекция 1. Теоретико-методологические основы грунтоведения.
Теоретико-методологические основы грунтоведения Определения термина «грунтоведение» Определение термина «инженерная геология» Определение термина «инженерно-геологические условия» Группы геологических факторов Основные группы факторов формирования инженерно-геологических условий Инженерная геодинамика и региональная инженерная геология Грунтоведение как наука Определение термина «грунтоведение» Грунт Типы задач, решаемых в грунтоведении Типы систем, исследуемых в грунтоведении Научный метод грунтоведения Основной закон грунтоведения Основные этапы развития грунтоведения Твердая фаза Породообразующие минералы Связи внутри вещества в твердой фазе Водородная связь Что в себя включает твердая фаза грунтов по преобладающему типу связи

Лекция 2. Природные силикаты.
Природные силикаты Общие характеристики Островные силикаты и кольцевые силикаты Цепочечные силикаты и слоистые силикаты Каркасные силикаты и искусственные силикаты Простые соли Галоиды Сульфаты Карбонаты Глинистые минералы Каолины Смектиты Группа гидратированных слюд

Лекция 3. Природные силикаты (продолжение).
Хлориты Смешаннослойные минералы Слоисто-ленточные минералы Органическое вещество Органоминеральные комплексы Лед Газовые гидраты Жидкий компонент грунтов Количественные характеристики содержания жидкой фазы в грунтах Энергетическое состояние воды в грунтах Связанная вода Вода переходного типа

Лекция 4. Компоненты грунтов.
Повтор предыдущей лекции (осмотическая вода) Свободная вода Агрессивность жидкой компоненты Происхождение и состав газов в грунтах Показатели содержания газовой фазы в грунтах Состояние газов в грунтах Влияние газов на свойства грунтов Живой (биотический) компонент грунта Биомасса Биокомпоненты Термодинамические условия существования Микроорганизмы Макроорганизмы Влияние биоты на состав и свойства грунтов

Лекция 5. Строение грунтов.
Строение грунтов Твёрдая часть грунтов Размер структурных элементов Гранулометрический и микроагрегатный состав грунтов Гранулометрические классификации грунтов Морфология структурных элементов грунта Структурные связи в грунтах Контакты между структурными элементами Типы структур по характеру связей Пустотность грунтов Пористость Трещиноватость

Лекция 6. Грунт как многокомпонентная система.
Грунт как многокомпонентная система, взаимодействия компонент грунта Химические взаимодействия Растворение Гидролиз Окисление Физико-химические взаимодействия Гидратация ДЭС Ионный обмен Свойства грунтов Физические свойства Плотность

Лекция 7. Свойства грунтов (продолжение).
Плотность Водопроницаемость грунтов Коэффициент фильтрации Коэффициент проницаемости Тепло-физические свойства Теплоемкость Теплопроводность Температуропроводность Термическое расширение Морозостойкость Электрические свойства Электропроводность Диэлектрическая проницаемость Магнитные свойства

Лекция 8. Физико-химические свойства грунтов.
Физико-химические свойства грунтов Растворимость грунтов Коррозионная способность грунтов Пластичность грунтов Липкость грунтов Набухаемость Усадочность грунтов Капиллярные свойства

Лекция 9. Свойства грунтов (продолжение). Физико-механические свойства грунтов.
Водопрочность грунтов Тепломассоперенос в грунтах Электрокинетические свойства Физико-механические свойства Напряжение Деформации Понятие «грунта» Деформации (продолжение)

Лекция 10. Физико-механические свойства грунтов.
Напряженное состояние грунтов Главные площадки и главные напряжения Инварианты тензоров напряжений и деформаций Деформационные свойства грунтов Основные методы лабораторных испытаний грунтов Терцаги Показатели деформационных свойств

Лекция 11. Деформационные свойства грунтов.
Показатели деформационных свойств Закон Гука Взаимосвязь модулей деформаций Коэффициент бокового распора Деформируемость Упругие характеристики Сжимаемость грунтов Просадочность

Лекция 12. Прочностные свойства грунтов.
Показатели просадочности Уплотняемость грунтов Прочностные свойства грунтов Теории прочности Факторы, определяющие прочностные свойства грунтов Угол внутреннего трения Дилатансия

Лекция 13. Реологические свойства грунтов.
Концепция критической пористости Представление об угле естественного откоса Реологические свойства грунтов Релаксация напряжений Зависимость прочности от времени Ползучесть грунтов Показатели реологических свойств грунтов Динамические свойства грунтов Показатели динамических свойств грунтов

Лекция 14. Динамические свойства грунтов.
Динамическая неустойчивость Динамическая дилатансия Динамическое разжижение грунтов Тиксотропия Влияние продолжительности динамического воздействия на разупрочнение Частотный эффект Усталость

Лекция 15. Понятие инженерно-геологического элемента.
Примеры корреляционных зависимостей Оценка нагрузки предварительного уплотнения Нормативные и расчетные показатели свойств грунтов Понятие инженерно-геологического элемента Общая классификация грунтов Грунты Характеристика грунтов с жесткими структурными связями

Лекция 16. Природные дисперсные грунты.
Природные дисперсные грунты Несвязные грунты Крупнообломочные несвязные грунты Песчаные грунты Связные грунты Минеральные глинистые и пылеватые грунты Органоминеральные связные грунты

Лекция 17. Царство природных и техногенных грунтов.
Сапропелевые грунты Заторфованные грунты Инженерно-геологические особенности почв Царство техногенных грунтов Факторы формирования состава и свойств Класс скальных и полускальных техногенных грунтов

Лекция 18. Массивы грунтов.
Скальные и полускальные техногенные грунты Дисперсные техногенные грунты Связные техногенные грунты Мерзлые техногенные грунты Массивы грунтов Основные факторы, определяющие поведение массивов грунтов Классифицирование массивов

Грунты, их строительные свойства, классификация по трудности разработки

Земляные работы

Грунт представляет собой естественную среду, в которой размещается подземная часть зданий и сооружений.

Грунтами в строительстве называют породы, залегающие в верхних слоях земной коры и представляющие собой главным образом рыхлые и скальные породы.

Виды грунтов: песок, супесь, суглинок, глина, лессовый грунт, торф, гравий, растительный грунт, различные скальные и уплотненные грунты.

При выборе методов производства земляных работ необходимо учитывать следующие основные характеристики грунтов: плотность, влажность, липкость, разрыхленность, сцепление, угол естественного откоса, сложность (трудоемкость) разработки.

В зависимости от этих характеристик грунты в строительстве рассматривают с точки зрения:

— пригодности в качестве оснований различных зданий и сооружений и размера допускаемой на них нагрузки;

— возможности их использования в качестве постоянных сооружений, т. е. как материала для устройства насыпей и выемок;

— целесообразности или возможности применения того или иного метода разработки грунтов.

Песчаные грунты — сыпучие в сухом состоянии, не обладают свойством пластичности. Они водопроницаемы, при определенной скорости течения воды размываются, с изменением влажности меняется и объем песка. Наибольший объем имеет песок во влажном состоянии (все пространство между частицами заполнено водой), наименьший объем имеет песок насыщенный водой (более тяжелый песок осел на дно, вода выдавила из пор воздух и сама поднялась в верхние слои), промежуточное положение занимает песок в сухом состоянии (свободное пространство между частицами заполнено воздухом).

Глинистые грунты — связные и обладающие свойством пластичности. Глины сильно впитывают воду и при этом сильно разбухают. При замерзании вода увеличивается в объеме до 9%, благодаря чему глинистые грунты сильно пучатся, при высыхании грунты, наоборот, с трудом отдают влагу, уменьшаются в объеме и трескаются. Во влажном состоянии глина пластична и почти водонепроницаема, с увеличением влажности сцепление частиц глины уменьшается, и глина легко размывается проточной водой.

Суглинок имеет свойства глины, супесь — песка, но в значительно меньшей степени.

В глинистых грунтах особо выделены лессовидные грунты. В сухом состоянии лесс обладает значительными прочностью и твердостью, но при соприкосновении с водой легко ее впитывает, при этом расплывается, сильно уменьшается в объеме, резко теряет несущую способность, становится просадочным.

 

Гранулометрический состав грунта.

В зависимости от среднего размера частиц, мм, составляющих грунт, их подразделяют на:

—                глинистые -< 0,005;

—                пылеватые-0,005…0,05;

—                пески-0,03…3;

—                гравий-3…40;

—                галька, щебень- 40… 200;

—                камни, валуны -> 200

 

Пески, в свою очередь, подразделяют на:

—                мелкий — более 50% объема составляют частицы размером 0,1…0,25 мм;

—                средний — то же, частицы 0,25 …0,5;

—                крупный — 0,5…3 мм.

 

Важным компонентом большинства грунтов является наличие в них глинистых частиц. Грунты, в зависимости от содержания в их объеме глинистых частиц подразделяются:

—                пески — < 3%;

—                супеси -3…10%;

—                суглинки — 10…30%;

—                песчаные глины — 30…60%;

—                тяжелые глины — > 60%.

 

Влажность грунта характеризуют степенью насыщения грунта водой и определяют отношением массы воды в грунте к массе твердых частиц грунта. В зависимости от влажности, грунты подразделяют на:

—                маловлажные (до 5%),

—                влажные (до 30%),

—                насыщенные водой (> 30%).

Воду, находящуюся в порах влажных и насыщенных водой грунтов, называют грунтовой.

 

Коэффициент фильтрации грунта. Скорость движения грунтовых вод зависит от пористости грунта; она различна для разных грунтов и пород и поэтому характеризует водопроницаемость этих грунтов. Скорость движения грунтовой воды, (м/сут) называют коэффициентом фильтрации грунта. Чем меньше размер частиц грунта, тем меньше и поры между этими частицами, а значит и скорость фильтрации воды между ними и наоборот.

Коэффициенты фильтрации для различных грунтов, м/сут:

—                глина — 0;

—                суглинок — < 0,05;

—                мелкозернистый песок — 1…5; гравий — 50… 150.

Плотность грунта — это масса 1 м³ грунта в естественном состоянии, т. е. в плотном теле. От плотности и силы сцепления частиц грунта между собой зависит производительность строительных машин. Плотность различных видов грунта изменяется в значительных пределах. Так, плотность илистых грунтов в среднем составляет 0,6 т/м³, песчаных грунтов — 1,6… 1,7 т/м³, скальных грунтов — 2,6…3,3 т/м³.

 

Сцепление грунта характеризуют начальным сопротивлением сдвигу, оно зависит от вида грунта и его влажности. Так, сила сцепления для песчаных грунтов составляет 0,03…0,05 МПа, для глинистых -0,05…0,3 МПа.

 

Разрыхляемость. При разработке грунт разрыхляется и его объем по сравнению с первоначальным увеличивается. По этой причине различают объем грунта в естественном и разрыхленном состоянии. Увеличение объема грунта при разрыхлении сильно отличается для различных грунтов и называется первоначальным разрыхлением. Со временем этот разрыхленный грунт под воздействием нагрузки от вышележащих слоев, под влиянием атмосферных осадков или механического воздействия постепенно уплотняется. Однако грунт не занимает того объема, который он занимал до разработки. Степень разрыхления грунта после его осадки и уплотнения называют остаточным разрыхлением. Величины первоначального и остаточного разрыхления выражают в % по отношению к объему грунта в плотном состоянии. Коэффициенты, учитывающие эти приращения объема грунта, называют коэффициентами первоначального и остаточного разрыхления

Для ускорения уплотнения грунтов, отсыпанных в насыпь, применяют искусственное уплотнение катками, трамбованием, вибрацией, а для песчаных грунтов удобнее активный пролив водой.

 

Липкость — способность грунта при определенной его влажности прилипать к поверхности различных предметов. Большая прилипаемость грунта усложняет выгрузку грунта из ковша механизма или кузова, условия работы транспорта и др. Липкость определяют усилием, необходимым для отрыва прилипшего предмета от грунта (для глин липкость достигает 0,05 МПа).

 

Классификация грунтов по трудности их разработки (удельное сопротивление резанию). Классификация приводится в ЕНиР 2-1-1 «Земляные работы». Она учитывает свойства различных грунтов и конструктивные особенности землеройных и землеройно-транспортных машин, которые применяют для разработки грунтов. Для одноковшовых экскаваторов грунты подразделяют на 6 групп, для многоковшовых экскаваторов и скреперов — на 2 группы, для бульдозеров и грейдеров — на 3 группы.

Для разработки грунта вручную принято 7 групп, а именно: песок, супесок, суглинок, глина, лесс — группы 1…4; крупнообломочные грунты — группа 5; скальные грунты — группы 6 и 7.

Грунты 1…4 групп легко разрабатываются ручным и механизированным способами, последующие группы — грунты требуют предварительного рыхления, в том числе и взрывным способом.

 

Крутизна откосов. По условиям техники безопасности рытье котлованов и траншей с вертикальными стенками без их крепления допускается только в грунтах естественной влажности на глубину, не превышающую следующих значений:

—                в насыпных, песчаных и гравелистых грунтах — 1 м;

—                в супесях — 1,25 м;

—                в суглинках и глинах — 1,5 м;

—                в особо плотных нескальных грунтах — 2,0 м.

Допускается рытье траншей глубиной до 3 м без креплений в особо плотных нескальных породах при условии, что они будут разрабатываться с помощью механизмов и без спуска рабочих в эти траншеи.

При глубине больше указанной котлованы и траншеи разрабатывают с откосами или с креплением стенок

Допустимая крутизна откосов в грунтах естественной влажности из условий безопасного производства работ зависит от глубины разрабатываемой выемки или высоты насыпи и принимается по таблице

 

Допустимая крутизна откосов

 

Грунты	Крутизна откосов при глубине выемки, м
	до 1,5	от 1,5 до 3	от 3 до 5
Насыпной, естественной влажности	1: 0,25	1:1	1: 1,25
Песчаный и гравелистый влажный	1:0,5	1:1	1:1
Супесь	1:0,25	1: 0,67	1: 0,85
Суглинок	1:0	1:0,5	1:0,75
Глина	1:0	1: 0,25	1:0,5
Лессовый грунт сухой	1:0	1:0,5	1:0,5

 

Крутизна откоса зависит от угла естественного откоса, при котором грунт находится в состоянии предельного равновесия, определяющими факторами которого являются угол внутреннего трения грунта, силы внутреннего сцепления и давление вышележащих слоев грунта

Строительные свойства и классификация грунтов

Строительные свойства и классификация грунтов

Грунтами называют породы, залегающие в верхних слоях земной коры: песок, супеси, глины и суглинки, торфянистые и скальные грунты, а также плывуны.

К основным свойствам грунтов, влияющим на технологию производства, трудоемкость и стоимость земельных работ, относятся:
— плотность;
— влажность;
— сцепление;
— разрыхленность;
— угол естественного откоса;
— размываемость.

Плотностью принято считать массу 1 м³ в естественном состоянии. Плотность песчаных и глинистых грунтов — 1,5 … 2 т/м³, скальных неразрыхленных до 3 т/м³.

Влажность характеризуется степенью насыщенности пор грунта водой. Грунты, имеющие влажность до 5 %, считают сухими, свыше 30 % — мокрыми.

Разрыхленность — это увеличение объема грунта в процессе его разработки. Различают первоначальное разрыхление, т.е. увеличение объема по сравнению с естественным состоянием сразу после разработки грунта, и остаточное разрыхление, наблюдаемое после его уплотнения. Уплотненный грунт практически никогда не принимает первоначального объема.

Первоначальное и остаточное разрыхления имеют соответствующие коэффициенты: коэффициент первоначального разрыхления (Кр) составляет для песчаных грунтов 1,08 … 1,17, суглинистых и глинистых грунтов — 1,14 … 1,3; коэффициент остаточного разрыхления (Кор) принимают равным для песчаных грунтов 1,01 … 1,025, суглинистых и глинистых — 1,015 … 1,09. Первоначальное разрыхление грунта позволяет эффективнее использовать земельно-транспортные машины.

Сцепление характеризуется начальным сопротивлением грунта сдвигу и зависит от вида грунта и его влажности. Сцепление определяется на специальных приборах. Сила сцепления для песчаных грунтов составляет 0,003 … 0,05 МПа, для глинистых — 0,005 … 0,2 МПа. В мерзлых грунтах сила сцепления значительно возрастает. От сцепления грунта во многом зависит производительность машин, поэтому при нормировании земляных работ пользуются классификацией, составленной по признаку трудности разработки грунтов. Эта классификация приведена в ЕНиР сб. 2 «Земляные работы».

Категория трудности определяется видом грунта и зависит от метода его разработки. Грунты, разрабатываемые экскаватором, имеют шесть категорий трудности: скреперами — I … II, бульдозерами — I … III, разрабатываемые вручную — I … VI.

Угол естественного откоса грунта характеризуется его физическими свойствами: силой сцепления, давлением вышележащих слоев, углом внутреннего трения и другими свойствами, при которых грунт находится в состоянии предельного равновесия. Величину угла естественного откоса необходимо знать при устройстве крутизны откосов выемок и насыпей. Например, при суглинистых грунтах и глубине выемок до 3 м в постоянных сооружениях крутизну откосов принимают 1 : 1,25, в постоянных насыпях — 1 : 1,5, в котлованах и траншеях — 0,5 : 1.

Размываемость грунта характеризуется скоростью движения воды, уносящей его частицы. Для мелких песков наибольшая скорость движения воды не должна превышать 0,5 … 0,6 м/с, для крупных песков — 1 … 2 и для глинистых плотных грунтов — 1,5 м/с.

Основные свойства грунтов и детальная их классификация приведены в СНиП. В приложениях к СНиП и пособиях приведены методы определения объемов земляных работ, а также все расчетные формулы (насыпи, выемки, переходные треугольники, элементы откосов, пирамиды, котлованы, траншеи и т.д.).

Физические свойства почвы | Почвы 4 Учителя

Текстура почвы

Частицы, из которых состоит почва, делятся на три группы по размеру: песок, ил и глина. Частицы песка самые большие, а частицы глины самые маленькие. Большинство почв представляют собой комбинацию этих трех.Относительное процентное содержание песка, ила и глины — вот что придает почве ее текстуру. Например, почва с текстурой глинистого суглинка содержит примерно равные части песка, щели и глины. Эти текстурные разделения являются результатом процесса выветривания.

Это изображение, на котором сравниваются вместе размеры песка, ила и глины. Песок самый крупный. Глина самая мелкая.

На треугольнике текстуры почвы представлены 12 классов текстуры почвы. Этот треугольник используется для того, чтобы такие термины, как «глина» или «суглинок», всегда имели одно и то же значение.Каждая текстура соответствует определенному процентному содержанию песка, ила или глины. Знание текстуры помогает нам управлять почвой.

Структура почвы

Структура почвы — это расположение частиц почвы в небольшие комки, называемые слоями или агрегатами. Частицы почвы (песок, ил, глина и даже органические вещества) связываются вместе, образуя ступени. В зависимости от состава и условий образования пешеходов (намокание и высыхание, замерзание и оттаивание, пешеходный поток, сельское хозяйство и т. Д.)) педаль имеет особую форму. Они могут быть зернистыми (например, садовая почва), блочными, столбчатыми, пластинчатыми, массивными (например, лепная глина) или однокомпонентными (например, пляжный песок). Структура соотносится с поровым пространством в почве, которое влияет на рост корней, движение воздуха и воды.

Узнайте больше и загрузите наш информационный лист Soil Texture .

Цвет почвы

Цвет почвы измеряется ее оттенком (фактический цвет), значением (насколько он светлый и темный) и насыщенностью цвета (интенсивностью).

На цвет почвы в первую очередь влияет минералогия почвы, которая сообщает нам, что содержится в конкретной почве. Почвы с высоким содержанием железа имеют цвет от темно-оранжевого до желтовато-коричневого. Почвы с высоким содержанием органического вещества — темно-коричневые или черные. Цвет также может сказать нам, как «ведет себя» почва: хорошо дренируемая почва ярко окрашена, а та, которая часто бывает влажной и сырой, будет иметь пятнистый узор из серых, красных и желтых оттенков. Узнайте больше о цвете почвы!

6 Свойства почвы

Хорошее понимание почвы на вашем участке пермакультуры — ключ к ее продуктивности.Почва как среда, в которой растут растения, является основой вашего участка. Со временем почва может изменяться, и растения могут адаптироваться к этим изменениям, но знание состава вашей почвы сделает ваши посадки и обработку почвы более эффективными.
Свойства почвы изначально определялись материалом, который использовался при ее первоначальном изготовлении — скалами, которые в прошлом были превращены в частицы почвы. Однако методы ведения сельского хозяйства и пермакультуры также могут иметь влияние.Вот основные свойства почвы.
Текстура
Текстура почвы определяется пропорциями трех основных материалов в ней: песка, глины и ила. Частицы этих материалов имеют разный размер, и их присутствие в почве влияет на способность почвы удерживать питательные вещества и влагу. Частицы песка являются самыми большими из трех, поэтому почва с более высокой долей песка в ней имеет больше пространства, через которое движется вода, а это означает, что она быстро высыхает. Глина имеет наименьший размер частиц из трех, поэтому тяжелая глинистая почва будет хорошо удерживать воду, но будет иметь более медленную скорость инфильтрации.Частицы ила находятся где-то посередине. Текстура почвы не только влияет на удержание влаги, но и напрямую влияет на ее плодородие, поскольку они обеспечивают площадь поверхности, на которой могут адсорбироваться питательные вещества (процесс, посредством которого молекулы прикрепляются к поверхности). Для этого частицы глины обеспечивают большую площадь поверхности, чем частицы песка. Почва с хорошей пропорцией каждого из трех материалов является идеальной средой для выращивания и называется суглинком.
Чтобы получить общее представление о текстуре почвы на вашем участке, просто возьмите немного и пощупайте.Песчаный грунт не будет склеиваться в комок и иметь ощущение песка. Глинистая почва, напротив, кажется гладкой и почти пластичной на ощупь. Суглинок будет упругим.
Структура
Структура почвы связана с текстурой. Это относится к способу агрегирования частиц песка, глины и ила (образуют сгустки) и к пространствам, которые образуются между ними и внутри них (так называемые поровые пространства). Пространства между агрегатами больше, чем внутри, и поэтому они являются ключом к дренажной способности почвы и ее аэрации.Пространства внутри агрегатов, будучи меньшими по размеру и более плотно упакованными, задерживают воду. Как и во многих случаях, касающихся почвы, для создания хорошей почвы требуется хороший баланс. Лучше всего подходят стабильные заполнители в сочетании с большим количеством пор. В этом поможет добавление органических веществ.
Биология
Биологическое свойство почвы означает количество активных в ней микроорганизмов. К ним относятся все, от дождевых червей и насекомых до грибков и бактерий. В здоровой почве количество организмов, живущих в почве, будет высоким, что, в свою очередь, помогает поддерживать здоровье почвы за счет обработки питательных веществ и улучшения структуры почвы, что помогает растениям расти.Здоровая биология почвы также означает, что популяции видов поддерживаются в равновесии, при этом одни организмы охотятся за другими, поэтому они не становятся слишком высокими. Количество доступного органического вещества, адекватная влажность почвы, а также хороший дренаж и аэрация почвы влияют на биологические свойства почвы.
Катионы
Вот немного науки. Катионы — это положительно заряженные ионы питательных веществ, находящихся в растворе. В основном, чтобы растения могли получить доступ к питательным веществам в почве (таким как азот, фосфор и калий, эти питательные вещества должны быть в растворимой форме, смешанные с водой.Когда атомы элемента находятся в воде, они становятся электрически заряженными либо отрицательно (называемые анионами), либо положительно катионами. Положительный заряд позволяет катионам прилипать к частицам почвы (процесс адсорбции), откуда корни растений могут получить к ним доступ.
pH
Еще немного науки. Уровень pH почвы относится к концентрации положительно заряженных ионов водорода во влаге почвы. При большем количестве этих ионов почва становится кислой, а меньшее количество указывает на щелочную почву.PH почвы измеряется по шкале от 0 до 14 (чем меньше число, тем более кислая почва), и положение на шкале, вероятно, повлияет на уровни основных питательных веществ в почве. Например, в почве с уровнем pH ниже 6, вероятно, будет дефицит калия, кальция и фосфора, а в почве с pH выше 7, вероятно, будет недостаточно железа, цинка и меди для здорового роста растений. Лучший способ обеспечить здоровый уровень pH в вашей почве — это добавление органических веществ.Это обеспечит питательными веществами, которых может не хватать почве, а также защитит растения от воздействия избыточной кислотности или щелочности. Если у вас очень кислая почва на вашем участке, добавление сельскохозяйственной извести может помочь поднять уровень pH. Тем не менее, вы также можете сажать виды, которым для роста необходимы определенные условия pH. Например, черника хорошо растет на кислых почвах, тогда как овощи семейства капустных (например, капуста) предпочитают щелочные почвы.
Соленость
Вода в почве в сочетании с содержащимися в ней питательными веществами влияет на соленость почвы.Если уровень влажности в почве низкий на , частицы натрия, кальция, магния и калия увеличиваются, что означает, что почва становится более засоленной. Это может усугубиться, если из-за недостатка влаги на поверхности растения вытягивают влагу из грунтовых вод, которая, в свою очередь, испаряется, оставляя соли. Если засоление почвы слишком сильно увеличится на поверхности, это отрицательно скажется на росте растений в ней. Обеспечение того, чтобы почва получала и удерживала достаточное количество влаги (за счет отвода стока в засушливые районы, мульчирования для предотвращения избыточного испарения и т. Д.) гарантирует, что соленость не станет проблемой.
Как и многое другое в пермакультуре, ни одно из этих свойств не стоит особняком; на всех влияют изменения в других, и все они находятся в постоянно развивающихся отношениях с растениями, растущими в почве. Понимая свойства почвы на вашем участке, вы можете убедиться, что сажаете виды, которые подходят к почвенным условиям, и что вы знаете, как внесенные изменения влияют на почвенную систему.

Глава 4: Свойства почвы — Fert $ mart

Чтобы растения могли полностью раскрыть свой потенциал, почва должна обеспечивать удовлетворительную среду для роста растений.Узнайте, почему состав почвы, ее профиль и свойства важны для принятия решения о внесении удобрений.

4.1 Введение

Свойства почвы во многом определяются ее исходным материалом и атмосферными воздействиями во время ее формирования. На рост растений влияют физические, химические и биологические свойства почвы. Хотя свойства почвы обсуждаются отдельно, они взаимозависимы. Понимание свойств почвы необходимо для планирования питательных веществ и принятия решений по землепользованию.

Подробнее

4.2 Физические свойства

Физические свойства почвы, включая ее текстуру и структуру, важны для роста растений. Текстура почвы влияет на способность почвы удерживать питательные вещества и воду. Структура почвы влияет на аэрацию, водоудерживающую способность, дренаж и проникновение корней. Узнайте, как классифицировать структуру почвы и важность правильного баланса почвы, воздуха и воды для роста растений.

Подробнее

4.3 Химические свойства

Химические свойства почвы важны для плодородия почвы и роста растений. Узнайте, как химические и физические свойства почвы взаимодействуют, чтобы повлиять на ее способность накапливать и выделять питательные вещества, и понять, как химический состав почвы может влиять на структуру почвы. Также узнайте о почвенном растворе и о том, что это значит для pH и засоленности почвы.

Подробнее

4.4 Биологические свойства

Биологические свойства включают живые организмы и органическое вещество в почве.Взаимодействие между биологией почвы и другими свойствами почвы сложное, но важное. В этом разделе представлена ​​биология почвы и некоторые из этих взаимодействий; однако более подробно это описано в главе 5.

Подробнее

4.5 Профиль почвы

Профиль почвы описывает различные слои почвы и может быть представлен в виде вертикального разреза почвы. Поэтому пастбища и сельскохозяйственные культуры предпочитают глубокие, хорошо дренированные почвы с хорошей текстурой и структурой.Профили почвы используются для классификации почв.

Подробнее

4.6 Почвообразование

Понимание почвообразования и состава вашей почвы очень важно, поскольку исходный материал будет определять поведение почвы. Понимание почвообразования также помогает понять, в каких частях ландшафта можно найти определенные типы почв. Такое понимание может помочь в принятии решений и управлении землепользованием.

Подробнее

4.7 Итоги

Почвы состоят из выветрившихся минералов, органических веществ, живых организмов и поровых пространств.

Текстура почвы описывает количество частиц песка, ила и глины в почве. Структура почвы определяется размером и расположением агрегатов и пор. Здоровая почва является стабильной и рыхлой и содержит разумный уровень органических веществ и большую и разнообразную популяцию почвенных организмов.

Подробнее

4.8 Ссылки

Подробнее

Управление почвами

Текстура почвы и Структура почвы — это уникальные свойства почвы, которые будут иметь глубокое влияние на поведение почвы, такие как водоудерживающая способность, удержание и поставка питательных веществ, дренаж и выщелачивание питательных веществ. Что касается плодородия почвы, более грубые почвы обычно имеют меньшую способность удерживать и удерживать питательные вещества, чем более мелкие почвы. Однако эта способность снижается, поскольку мелкозернистые почвы подвергаются интенсивному выщелачиванию во влажной среде. Текстура почвы Текстура почвы играет важную роль в управлении питательными веществами, поскольку влияет на удержание питательных веществ. Например, почвы с более мелкой текстурой, как правило, обладают большей способностью накапливать почвенные питательные вещества. В нашем обсуждении минерального состава почвы мы упоминали, что минеральные частицы почвы присутствуют в широком диапазоне размеров. Напомним, что фракция мелкозема включает все частицы почвы размером менее 2 мм. Частицы почвы в этой фракции делятся на 3 отдельных класса размеров, которые включают песок, ил и глину. Размер песчинок колеблется от 2,0 до 0,05 мм; ил 0,05 мм и 0,002 мм; и глина менее 0,002 мм. Обратите внимание, что частицы глины могут быть более чем в тысячу раз меньше, чем частицы песка.Эта разница в размерах в значительной степени связана с типом основного материала и степенью выветривания. Частицы песка, как правило, являются первичными минералами, не претерпевшими значительного выветривания. С другой стороны, частицы глины являются вторичными минералами, которые являются продуктами выветривания первичных минералов. По мере того как выветривание продолжается, частицы почвы разрушаются и становятся все меньше и меньше. Текстурный треугольник Текстура почвы — это относительные пропорции песка, ила или глины в почве.Текстурный класс почвы представляет собой группу почв, основанную на этих относительных пропорциях. Почвы с самой мелкой текстурой называются глинистыми почвами, а почвы с самой крупной текстурой — песками. Однако почва, которая имеет относительно однородную смесь песка, ила и глины и проявляет свойства каждого по отдельности, называется суглинком. Существуют разные типы суглинков, в основе которых наиболее часто присутствует отдельная почва. Если процентное содержание глины, ила и песка в почве известно (в основном посредством лабораторного анализа), вы можете использовать текстурный треугольник для определения класса текстуры вашей почвы. Рисунок 15 . Текстурный треугольник. Текстурный треугольник описывает относительные пропорции песка, ила и глины в различных типах почв. Источник: http://soils.usda.gov/technical/manual/print_version/complete.html Основные текстурные классы почв Мауи представлены в Таблице 3 . Каждый из текстурных классов, перечисленных в таблице 3, представляет собой мелкозернистые почвы. Как видите, исследования почвы показывают, что более 90% почв Мауи имеют мелкозернистую структуру.Это во многом связано с типом материнского материала большинства почв Гавайев, которым является базальт. Поскольку базальт представляет собой камень с мелкой текстурой, он превращается в мелкозернистую почву. Относительное количество глины имеет большое значение в почве. Таблица 3. Основные текстурные классы почв Мауи Текстурный класс Процент почв Мауи, относящихся к основным классам текстуры Глина илистая 44% Суглинок илистый 23% Илистый суглинок 11% Суглинок 10% Глина 5% Чтобы узнать больше о текстурном треугольнике и текстурных классификациях почвы, нажмите на анимацию из Университета штата Северная Каролина ниже: http: // course.почва.ncsu.edu/resources/physics/texture/soiltexture.swf Важность глины и других частиц аналогичного размера Частицы глины, как и другие частицы аналогичного размера, являются важными компонентами почвы. Существует фундаментальная разница между почвами, которые содержат большое количество частиц песка, и почвами, которые содержат большое количество очень мелких частиц, таких как глина. Эта разница — площадь поверхности. Общая площадь поверхности данной массы глины более чем в тысячу раз превышает общую площадь поверхности частиц песка той же массы.Чтобы представить эту идею в перспективе, представьте себе один куб с 6 сторонами. Этот куб представляет собой частицу песка. Теперь представьте, что вы разбиваете этот единственный куб на 100 кубиков меньшего размера, которые представляют собой 100 частиц глины. У этих 100 кубиков по 6 сторон. По сути, разбив большой куб, вы открыли гораздо больше поверхностей. Таким образом, общая площадь поверхности меньших кубиков будет намного больше, чем площадь поверхности одного куба. Для дальнейшего изучения этой концепции просмотрите короткую анимацию, щелкнув следующую ссылку на Университет штата Северная Каролина: http: // курсы.почва.ncsu.edu/resources/physics/texture/soilgeo.swf Это увеличение площади поверхности имеет важное значение для управления питательными веществами, поскольку оно обеспечивает много мест для частиц почвы, чтобы удерживать и поставлять питательные вещества (такие как кальций, калий, магний, фосфат) и воду для поглощения растениями Типы очень мелких частиц в почве Наиболее распространенные глинистые минералы в почве Мауи — это слоистых силикатных глин, или филлосиликатов .Существуют различные типы слоистых силикатов, такие как каолинит, галлуазит, монтмориллонит и вермикулит. Как мы обсудим позже, различные типы слоистых силикатов сильно различаются. Для получения дополнительных сведений о различных минералах слоистой силикатной глины щелкните ссылку ниже и прокрутите вниз до «Филосиликатной комнаты»: http://www.soils.wisc.edu/virtual_museum/silicates.html Аморфные минералы, такие как аллофан , имоголит и ферригидрид , можно найти в вулканических почвах Гавайев, образовавшихся из вулканического пепла.Как и силикатные глины, эти минералы имеют очень большую площадь поверхности. В результате почвы с аморфными минералами содержат большое количество воды и запасенных питательных веществ, в зависимости от степени выветривания. Оксиды алюминия и железа обычно встречаются в сильно выветренных почвах тропиков. По мере интенсивного выветривания глинистых минералов структура силикатных глин изменяется. В частности, силикатные глины теряют кремнезем. В почве остаются оксиды алюминия и железа.Гиббсит является примером оксида алюминия, который имеет серовато-беловатый оттенок. Гетит является примером оксида железа, придающего почве красноватый цвет. Свойства оксидов Оксиды достаточно стабильны и устойчивы к дальнейшим атмосферным воздействиям. Оксиды могут действовать как клей и удерживать вместе другие частицы почвы. Оксиды могут связывать питательные вещества, например фосфор. Оксиды обладают высокой анионообменной способностью (AEC). Гумус — это часть органического вещества, которая наиболее устойчива к разложению и остается в почве. Гумус состоит из мелких частиц с огромной площадью поверхности. Эти частицы обладают очень большой способностью удерживать и поставлять питательные вещества, а также удерживать воду. Структура почвы Структура почвы — это расположение частиц почвы в группы.Эти группы называются педами или агрегатами, которые часто образуют отличительные формы, обычно встречающиеся в определенных горизонтах почвы. Например, для поверхностного горизонта характерны зернистые частицы почвы. Агрегация почвы является важным показателем обрабатываемости почвы. Считается, что хорошо агрегированные почвы имеют «хорошую вспашку». Различные типы грунтовых конструкций представлены в , Таблица 4 . Таблица 4 .Типы почвенных структур в почвах Источник: http://www.cst.cmich.edu/users/Franc1M/esc334/lectures/physical.htm Почвенные агрегаты Обычно только очень мелкие частицы образуют агрегаты, которые включают силикатные глины, минералы вулканического пепла, органические вещества и оксиды. Существуют различные механизмы агрегации почвы. Механизмы агрегации почв Почвенные микроорганизмы выделяют вещества, которые действуют как вяжущие вещества и связывают частицы почвы вместе. У грибов есть волокна, называемые гифами, которые проникают в почву и связывают частицы почвы вместе. Корни также выделяют в почву сахар, который помогает связывать минералы. Оксиды также действуют как клей и соединяют частицы вместе. Этот процесс агрегации очень характерен для многих сильно выветрившихся тропических почв и особенно распространен на Гавайях. Наконец, частицы почвы могут естественным образом притягиваться друг к другу за счет электростатических сил, подобно притяжению между волосами и воздушным шаром. Стабильность агрегата Стабильная агрегация почв — очень ценное свойство продуктивных почв. Тем не менее, устойчивость почвенной агрегации во многом зависит от типа минералов, присутствующих в почве. Некоторые глинистые минералы образуют очень устойчивые агрегаты, тогда как другие глинистые минералы образуют слабые агрегаты, которые очень легко распадаются. Сильно выветрившиеся силикатные глины, оксиды и аморфные вулканические материалы, как правило, образуют наиболее устойчивые агрегаты.Присутствие органических веществ в этих материалах улучшает образование стабильных агрегатов. В управлении питательными веществами важна агрегированная стабильность, потому что хорошо агрегированные минералы хорошо дренируются и вполне пригодны для обработки. Напротив, менее выветрившиеся силикатные глины, такие как монтмориллонит, образуют слабые агрегаты. Некоторые силикатные глины обладают способностью к набуханию при усадке. Это означает, что минеральные вещества почвы расширяются или набухают при намокании, в результате чего почва становится липкой и плохо дренируется.При высыхании эти почвы усыхают и образуют трещины. Состав кристаллической решетки силикатных глин определяет потенциал набухания при усадке. Хотя на Мауи нет почв с потенциалом усадки, эти почвы можно найти на Молокаи. Для простого обсуждения химического состава почвенных глин щелкните следующую ссылку: http://www.aehsmag.com/issues/2002/june/soilclays.htm Чтобы узнать больше о структуре силикатных глин, щелкните следующую ссылку из Университета Флориды: http: // grunwald.ifas.ufl.edu/Nat_resources/silicates/silicates.htm

Свойства почвы | Texas Gateway

Engage
Ответы студентов относительно наблюдений за почвой будут разными. Они должны учитывать цвет, текстуру (размер частиц, из которых состоит каждая почва), а также наличие органических и неорганических веществ. Органические вещества включают останки растений и животных, а также живые существа, такие как черви, бактерии, грибки или насекомые. Неорганическое вещество включает неживые предметы, такие как камни, минералы, воздух и воду.В настоящее время не предлагайте и не определяйте какие-либо из этих свойств. Позвольте учащимся провести мозговой штурм независимо, в парах, в небольших группах или в классе.

Разница между грязью и почвой заключается в наличии в почве органических веществ.

Дополнительное задание:
Раздайте учащимся различные почвы и ручные линзы для наблюдения за почвами.

Исследуйте
Соберите материалы, которые студенты смогут использовать в расследовании. Глина должна быть рассыпчатой ​​и не слипшейся.Может быть полезно измельчить комковатую глину резиновым молотком или молотком.

Вместо использования четырех градуированных цилиндров на группу можно использовать прозрачные пластиковые бутылки емкостью 16 унций или 1 литр. Срежьте с бутылок крышки и переверните их в бутылки, чтобы использовать их в качестве воронок. Вылейте собранную воду в мерный цилиндр, чтобы измерить количество воды.

Загрузите и распечатайте «Исследование: исследование почв» для каждого учащегося. Щелкните «Связанные элементы» и найдите этот лист в разделе «Связанные документы».

Разделите класс на группы по 3-4 человека. Облегчите занятие, ходя между группами во время работы. Перенаправляйте или отвечайте на вопросы по мере необходимости.

Гравий и горшечный грунт позволят большему количеству воды скапливаться в цилиндрах, поскольку частицы в этих грунтах больше по размеру, и между ними остается больше места. Вода легче фильтруется или проходит между частицами.

Глина удерживает или удерживает большую часть воды, потому что ее частицы маленькие и порошкообразные.Частицы плотно прилегают друг к другу, что не позволяет воде легко проходить между ними. Это означает, что в этом цилиндре будет скапливаться мало воды.

Учащиеся могут продолжить исследование, используя руки, чтобы почувствовать различные почвы после добавления воды.

Объяснить

Ил — еще один тип почвы, встречающийся на берегах рек. Его частицы меньше песка, но больше глины. Добавление воды в ил создает грязь. Суглинок — это смесь песка, ила и глины.Предпочтительно для роста растений.

Почвы бывают разные в зависимости от их типа и места в мире. Некоторые почвы больше подходят для роста растений, чем другие. Самые плодородные почвы имеют правильное сочетание песка, ила и глины. Пространство между частицами заполняется воздухом, позволяя растениям дышать. Плодородным почвам также нужны органические и неорганические вещества. Разложители, такие как черви, бактерии и грибки, помогают аэрировать и возвращать питательные вещества из разлагающихся растений и животных в почву.

Попросите учащихся щелкнуть анимацию, чтобы просмотреть словарные термины «сбор / сбор и сохранение / удержание». Они перетащат слова и определения в соответствующие поля.

Вода, удерживаемая в почве, определяется как удерживаемая или удерживаемая вода.

Вода, которая фильтруется, стекает или проходит через почву, определяется как собираемая или собираемая вода.

Попросите учащихся щелкнуть анимацию, чтобы просмотреть словарный запас неорганических и органических веществ.Они перетащат описания и поместят их в соответствующее словарное слово.

Неорганические вещества включают неживые предметы, такие как воздух и вода.

Органическое вещество включает живые или некогда живые организмы, такие как разлагающиеся растения и животные, а также разлагатели.

Разработать
Отобрать два или три образца почвы из разных областей и столько же банок. Вы можете попросить студентов принести из дома образцы почвы, если хотите. Поместите разные образцы почвы в каждую банку.Почва должна заполнить от 1/3 до 1/2 емкости. Добавьте воды, чтобы емкость была заполнена примерно на 2/3–3 / 4.

Попросите одного из студентов встряхнуть кувшины, поставить их и сделать наблюдения. В конечном итоге они должны увидеть, как слои оседают, органическое вещество начинает плавать, а на поверхности воды образуются пузырьки. Пузырьки возникают в результате выхода воздуха из почвы. Образцы почвы из разных районов могут содержать разное количество гравия, песка, глины, ила и органических веществ.

Попросите учащихся щелкнуть изображение, чтобы начать просмотр видео.Они могут перемотать видео вперед или переместить курсор, чтобы начать видео через 1 минуту 50 секунд.

Ил — более тонкая почва, чем песок. Его можно найти на берегах рек, и в сочетании с водой он образует мягкую грязь.

Суглинок — это смесь песка, ила и глины, предпочтительная для роста растений.

Ответы учащихся о том, что может потребоваться добавить в почву для поддержки роста растений, будут зависеть от образцов почвы.

Оценить
Викторина состоит из пяти вопросов.У студентов будет три попытки правильно ответить на вопрос, прежде чем будет предложен следующий вопрос. Каждый вопрос дает студенту немедленную обратную связь. После завершения викторины учащиеся могут просмотреть ее, чтобы увидеть правильные и неправильные ответы.

Код ответа
1. Верхнее изображение (гравий) должно быть совмещено с каменными и крупными частицами. Второй рисунок сверху (горшечная почва) должен сочетаться с плодородным и коричневато-черным цветом. Третий рисунок сверху (песок) должен сочетаться с зернистым, песчаным и коричневым или бежевым.Нижний рисунок (глина) должен сочетаться с красновато-оранжевыми, пудровыми и мельчайшими частицами.
2. Воздух, гниющие листья, разлагатели, питательные вещества и вода — все это помогает почве поддерживать рост растений.
3. Глина задерживает или удерживает большую часть воды. Это происходит потому, что между частицами не так много места.
4. Почва C, потому что она удерживает больше всего воды. Этот вопрос похож на вопрос № 3, но задается другим способом. Студенты должны обратить внимание на таблицу данных и картинку, чтобы ответить на вопрос.
5. Почва может быть песком, найденным в пустыне, где вода изначально удерживается близко к поверхности. У растений, обитающих в пустынях, часто есть неглубокие корни, которые позволяют им быстро впитывать воду, так как дождей не бывает много. Опять же, студенты должны проанализировать данные, чтобы правильно ответить на вопрос.

Урок 3. Физические свойства почвы

Почвы — это пористые и открытые тела, но они удерживают воду. Они содержат минеральные частицы разных форм и размеров, а также органический материал коллоидного характера (частицы настолько малы, что остаются взвешенными в воде) по своему характеру.Твердые частицы контактируют друг с другом, но редко упаковываются настолько плотно, насколько это возможно.

Текстура

Гранулометрический состав первичных минеральных частиц, называемый текстурой почвы , оказывает сильное влияние на свойства почвы. Частицы диаметром более 2 мм считаются инертными. Им уделяется мало внимания, если только они не представляют собой валуны, мешающие манипуляциям с почвой.Частицы диаметром менее 2 мм делятся на три широкие категории в зависимости от размера. Частицы диаметром от 2 до 0,05 мм называются песком ; диаметром от 0,05 до 0,002 мм — ил ; и глина. Текстура почв обычно выражается процентным содержанием песка, ила и глины. Чтобы не указывать точные проценты, было определено 12 текстурных классов. Каждый класс, названный для обозначения отдельных или отдельных размеров, оказывающих доминирующее влияние на свойства, включает диапазон распределения по размерам, который согласуется с довольно узким диапазоном поведения почвы.Суглинок Текстурный класс содержит почвы, свойства которых в равной степени контролируются отделениями глины, ила и песка. Такие почвы обычно демонстрируют хороший баланс между крупными и мелкими порами; таким образом, движение воды, воздуха и корней является легким, а удерживание воды адекватным. Текстуру почвы, стабильную и легко определяемую характеристику почвы, можно оценить путем ощупывания и манипулирования влажным образцом, либо ее можно точно определить с помощью лабораторного анализа. Иногда почвенные горизонты разделяют по различию текстуры.

Структура

Любой, кто когда-либо делал шар из грязи, знает, что частицы почвы имеют тенденцию слипаться. Попытки сделать шары грязи из чистого песка могут быть разочаровывающими, потому что частицы песка не сцепляются (слипаются), как более мелкие частицы глины. Природа расположения первичных частиц во вторичные частицы, образованные естественным путем, называемые агрегатами , представляет собой структуру почвы . Песчаный грунт может быть бесструктурным, потому что каждая песчинка ведет себя независимо от других.Уплотненная глинистая почва может быть бесструктурной, потому что частицы сгруппированы в огромные массивных кусков. Между этими крайностями находится зернистая структура поверхностных почв () и блочная структура грунтов (). В некоторых случаях грунты могут иметь пластинчатый, или столбчатый типы структуры. Структура может быть дополнительно описана с точки зрения размера и стабильности агрегатов. Структурный класс основан на размере заполнителя, в то время как структурный класс основан на совокупной прочности.Горизонты почв можно дифференцировать по структурному типу, классу или классу.

Что заставляет агрегаты образовываться и что удерживает их вместе? Частицы глины сцепляются друг с другом и прилипают к более крупным частицам в условиях, преобладающих в большинстве почв. Увлажнение и сушка, замораживание и оттаивание, деятельность корней и животных, а также механическое перемешивание участвуют в перегруппировке частиц в почве, включая разрушение некоторых агрегатов и объединение частиц в новые агрегатные группы.Органические материалы, особенно микробные клетки и отходы, действуют как цементные агрегаты и, таким образом, повышают их прочность. С другой стороны, агрегаты могут быть разрушены из-за неправильной обработки почвы, уплотнения и истощения почвенного органического вещества. Следовательно, структура почвы нестабильна в том смысле, что структура почвы стабильна. Хорошая структура, особенно в почвах с мелкой текстурой, увеличивает общую пористость, поскольку между агрегатами образуются большие поры, позволяющие проникать корням и перемещению воды и воздуха.

Консистенция

Консистенция — это описание физического состояния почвы при различном содержании влаги, о чем свидетельствует поведение почвы при механических нагрузках или манипуляциях. Описательные прилагательные, такие как твердый, рыхлый, рыхлый, твердый, пластичный и липкий, используются для определения консистенции. Консистенция почвы имеет фундаментальное значение для инженера, который должен эффективно перемещать материал или уплотнять его. Консистенция почвы в значительной степени определяется структурой почвы, но также связана с другими свойствами, такими как содержание органических веществ и тип глинистых минералов.

Цвет

Цвет предметов, в том числе почв, можно определить по второстепенным компонентам. Как правило, влажные почвы темнее сухих, а органический компонент также делает почвы более темными. Таким образом, поверхностные почвы имеют тенденцию быть более темными, чем грунты. Красные, желтые и серые оттенки грунтов отражают состояния окисления и гидратации или оксидов железа, которые отражают преобладающие характеристики аэрации и дренажа грунтов. Красные и желтые оттенки указывают на хороший дренаж и аэрацию, критически важные для активности аэробных организмов в почве.Пятнистые зоны, пятна одного или нескольких цветов в матрице разного цвета часто указывают на переход между хорошо дренированными, вентилируемыми зонами и слабо дренированными, слабо вентилируемыми зонами. Серые оттенки указывают на плохую аэрацию. Для количественной оценки цветов были разработаны таблицы цветов почвы.

Урок 4. Химические свойства почвы

Начало участка почвы | Дом

Садоводство и свойства почвы

Для выращивания здоровых растений и цветов необходима здоровая почва.Почва представляет собой смесь органических веществ, минералов, жидкостей, газов и множества различных организмов. Считается, что почва выполняет четыре основные функции, в том числе она является средой для роста растений, средством хранения, очистки и подачи воды, средой обитания для бесчисленных организмов и модификатором атмосферы Земли. Все эти факторы фактически изменяют почву. К физическим свойствам почвы относятся текстура, структура, плотность, пористость, консистенция, температура, цвет и удельное сопротивление; все это может варьироваться в зависимости от того, где находится почва.

Текстура почвы

Минеральный компонент почвы включает глину, ил и песок. Относительные пропорции каждого материала определяют текстуру почвы. Другие свойства зависят от текстуры почвы, включая проницаемость, пористость, водоудерживающую способность, инфильтрацию, подверженность эрозии и скорость усадочного набухания. Текстура почвы также влияет на ее поведение, в частности, на способность удерживать воду и питательные вещества.

Структура почвы

Когда структурные компоненты почвы, состоящие из глины, ила и песка, слипаются, это заставляет агрегаты формироваться в более крупные единицы и создавать структуры почвы, известные как педы.Затем педали превращаются в разные единицы, которые различаются по размеру, форме и степени развития. Структура почвы может влиять на движение воды, аэрацию, рост корней растений, теплопроводность и устойчивость к эрозии. Структура почвы может предоставить информацию о содержании органических веществ, текстуре, эволюции почвы в прошлом, биологической активности и многом другом. Структура почвы классифицируется по размеру, форме и степени развития пешеходов.

Плотность почвы

Плотность почвы обычно остается постоянной для любой почвы.Почвы с более высоким содержанием органических веществ обычно имеют более низкую плотность частиц почвы, в то время как почвы с более высоким содержанием оксида железа имеют более высокую плотность частиц. Насыпная плотность может сильно различаться для любого конкретного грунта. Насыпная плотность почвы всегда ниже плотности частиц почвы.

Пористость почвы

Пористость или поровое пространство относится к той части почвы, которая не занята органическими веществами или минералами, а вместо этого представляет собой открытое пространство, занятое водой или газами. В почве, которая считается продуктивной и средней текстурой, общее поровое пространство обычно составляет около 50% от объема почвы.Размер пор может сильно различаться, а текстура почвы помогает определить общий объем мельчайших пор. Распределение пор почвы по размеру может повлиять на способность растений и других организмов получать доступ к кислороду и воде.

Консистенция почвы

Консистенция почвы означает способность почвы прилипать к себе и другим объектам, а также ее способность сопротивляться разрыву и деформации. Консистенция почвы измеряется при трех различных условиях влажности, включая влажный, сухой и влажный.Консистенция почвы может быть полезна при определении способности почвы поддерживать такие конструкции, как дороги и здания.

Температура почвы

Температура почвы определяется отношением поглощенной энергии к потерянной. Температура почвы регулирует доступность питательных веществ, рост растений, прорастание семян и рост корней. Температура почвы меняется нечасто, но имеет суточные, месячные и сезонные колебания. На температуру почвы влияет несколько факторов, включая содержание воды, почвенный покров, рельеф и цвет.

Цвет почвы

Цвета почвы могут сильно различаться в зависимости от почвы, часто с контрастными узорами, которые легко заметить. Как правило, цвет почвы определяется условиями дренажа, содержанием органических веществ и степенью окисления. Различные минералы железа и уровни их содержания могут сильно повлиять на цвет почвы.

Удельное сопротивление

Удельное сопротивление почвы — это мера того, насколько почва способна противостоять потоку электричества.