Крикунов В.Г. Грунтознавство

Подождите немного. Документ загружается.

де А - маса сухого грунту;

V - об'єм циліндра;

0В - об'ємна вага грунту.

Таким чином, щоб обчислити об'ємну масу грунту, треба масу грунту

поділити на його об'єм.

Обладнання. Бур Качинського або Некрасова для взяття зразків грунту,

технічні терези і різноважки, бюкси, сушильна шафа, ексикатор, тигельні

щипці (табл. 1).

Таблиця 1

Форма записів

Вага в грамах

Назва

грунту

№

ци -

ліндра

Ци-

ліндра

Циліндра+

+ грунту

Повітряно-

сухого

грунту

Абсолютно

сухого

грунту А

Обєм

циліндра

(в см

)

Обємна

вага

грунту

2 39,87 169,12 129,15 109,17 90,4 1,20

Визначення пористості ґрунту.

Грунт, як пористе тіло, має різну кількість великих і малих пор, або

проміжків, які можуть бути зайняті водою чи повітрям.

Загальну пористість ґрунту обчислюють на основі даних питомої ваги

ґрунту.

Формула розрахунку:

,1100













−=

де Р — пористість (в %);

1 — 1 см

грунту з непорушеною будовою;

V — об'ємна маса грунту;

D — питома маса грунту.

Відношення об'ємної маси до питомої показує, який об'єм займають

тверді частники в 1 см

грунту з непорушеною будовою.

Визначення питомої маси грунту.

Питома маса грунту — це маса в грамах 1 см

сухого грунту, тобто

грунту без пор, води і повітря. Для визначення питомої маси беруть грунт з

порушеною будовою. Питома вага грунту залежить від мінерального складу

грунту та кількості в ньому органічної речовини і коливається в межах від 2,3

до 2,9. Чим більше органічної маси в грунті, тим менша його питома маса.

Величина питомої і об'ємної маси грунту необхідна для обчислення

пористості грунту.

Для визначення питомої маси користуються пікнометром або мірною

колбочкою місткістю 100 см

Принцип методу полягає у визначенні об'єму наважки грунту за об'ємом

витісненої води.

Хід робота. 1. Прокип'ятити дистильовану воду у конічній колбі

протягом 30 хв., щоб звільнити її від повітря, і охолодити до кімнатної

температури.

2. Пікнометр або мірну колбочку в 100 см

наповнити кип'яченою

водою до риски і зважити на технічно-аналітичних терезах з точністю до

0,001 г. Після зважування воду з колби або з пікнометра вилити знову в

конічну колбу.

3. Відважити у фарфорову чашку або на глянцевий папір 10 г

повітряно-сухого грунту, розтертого і просіяного крізь сито з отворами 1 мм.

Одночасно взяти наважку грунту в бюкси для визначення гігроскопічної

вологості.

4. Наважку грунту 10 г перенести в колбу, в якій зважували кип'ячену

воду. Частинки грунту, що прилипли до стінок колби, змити дистильованою

некип'яченою водою до половини об'єму колби. Вміст колби обережно

прокип'ятити протягом 30 хв.,щоб видалити повітря з грунту, охолодити до

кімнатної температури, потім долити кип'яченою дистильованою водою до

риски,обтерти і зважити з точністю до 0,001г.

Щоб обчислити питому вагу грунту, необхідно мати такі дані:

1. Кількість сухого грунту в наважці 10 г, що взята для аналізу.

2. Гігроскопічну вологість у процентах до повітряно-сухого грунту.

3. Вагу пікнометра або колби з кип'яченою водою.

4. Вагу колби з водою та грунтом після кип'ятіння.

5. Об'єм води в грамах, яку було витіснено наважкою грунту 10 г (це

різниця між масою колби з водою і грунтом до кип'ятіння і масою колби з

водою і грунтом після кип'ятіння).

Кількість абсолютно сухого грунту в 10 г повітряно-сухого можна

визначити за допомогою гігроскопічної вологості, обчисленої в процентах до

повітряно-сухого грунту.

Наприклад, гігроскопічна вологість грунту дорівнює 3,5%. Це означає,

що в 100 г повітряно-сухого грунту є 3,5 г води і 96,5 г абсолютно сухого

грунту. Щоб знайти, скільки абсолютно сухого грунту міститься в 10 г, треба

скласти пропорцію:

100-96,5

10-х

гх 5,96

100

105,96

⋅

Питому масу ґрунту обчислюють за формулою

−+

де Д – питома маса;

В – кількість сухого ґрунту;

А – маса пікнометра з водою;

С – маса пікнометра з водою та грунтом.

Підставляємо цифрові дані у формулу і одержуємо:

59,2

66,14765,973,141

65,9

−+

=Д

Таблиця 2

Форма записів

Наважка ґрунту (в г)

№

пікно-

метра

Повітряно-

сухого

Абсолют-

но сухого

Вага пік-

нометра

З водою

(в г) А

Вага пік-

нометра з

водою та

г рунтом

(в г) С

Вага води,

що

витиснута

грунтом

(в г)А+В-С

Питома маса

грунту

10 9,65 141,73 147,66 3,72 2,59

Визначення вмісту вологи в грунті.

Вода необхідна для життя і розвитку рослин. На утворення 1 вагової

частини органічної речовини вони в середньому витрачають близько 400

частин води. Кількість води, яка витрачається рослинами на створення

одиниці сухої речовини за вегетаційний період, називається транспіраційним

коефіцієнтом.

Тому створення сприятливого водного режиму в ґрунті – одне із дуже

важливих завдань агротехніки.

Необхідно відмітити, що одні ґрунти гарно пропускають і утримують в

собі воду, інші швидко вбирають воду, але не здатні довго утримувати, треті і

погано вбирають, і швидко втрачають вологу.

Таким чином, водний режим ґрунту залежить не тільки від кількості

атмосферних опадів, але і в значній мірі від водних властивостей самого

ґрунту. До найголовніших водних властивостей відносяться вологоємність,

водопроникливість, водопідйомна здатність ( або капілярність ), здатність до

випаровування та гігроскопічна здатність ґрунту.

Вологоємність – це здатність ґрунту пропускати і утримувати ту чи іншу

кількість води.

Розрізняють такі види вологоємкості: повну, польову, капілярну і

гігроскопічну.

Повною вологоємкістю називається такий стан вологості ґрунту, коли

всі пори його повністю насичені водою при відсутності відтоку.

Польова вологоємкість – це кількість вологи, яку грунт в природному

заляганні в польових умовах здатний довго утримувати після сильного

зволоження та вільного стікання води.

Капілярна вологоємкість – кількість води, яка утримується в ґрунті в

стані капілярного насичення при заповнені водою капілярних пор під дією

ґрунтових вод.

Гігроскопічна вологоємкість – кількість вологи, яку сухий грунт може

увібрати, або сорбувати із повітря.

Визначення польової і гігроскопічної вологи

Польова вологість характеризує кількість води в грунті, під час взяття

проб. Визначаючи її, дізнаємось про загальний запас вологи в грунті і про

динаміку її в період вегетації рослин.

Гігроскопічна вологість для рослин недоступна і є мертвим запасом води

в грунті. Кількість гігроскопічної вологи в кожному грунті залежить від

вмісту гумусу, гранулометриччного складу і наявності гігроскопічних солей.

Чим більше гумусу і мінеральних колоїдів у грунті, тим більше в ньому і

гігроскопічної вологи.

Принцип методу. Визначення польової і гігроскопічної вологості

основане на висушуванні наважки грунту в сушильній шафі до постійної

маси при температурі 100 - 105

Хід роботи. 1. Відкрити бюкси і разом з кришками просушити в

сушильній шафі при температурі 100 - 105° протягом однієї години. Вийняти

бюкси з сушильної шафи, охолодити в ексикаторі з хлористим вапном

протягом 15 хв. і зважити на терезах з точністю до 0,001 г.

2. Взяти в бюкси 10 - 20 г грунту (при визначенні польової вологості) і 3

- 5 г повітряно-сухого грунту (при визначенні гігроскопічної), закрити їх

кришками і зважити.

3. Поставити бюкси з грунтом в сушильну шафу і сушити їх відкритими

разом з кришками при температурі 100 - 105

5 год. при визначенні польової і

3 год. при визначенні гігроскопічної вологості.

4. Після висушування бюкси з грунтом вийняти тигельними щипцями,

закрити кришками, охолодити в ексикаторі протягом 30 хв, зважити, а потім

повторно просушити протягом однієї години при температурі 100 - 105

охолодити і знову зважити. Сушити треба, поки маса бюкса з грунтом стане

постійною.

Грунт, висушений при температурі 100 - 105

і який не містйть у собі

води, називаеться сухим.

5. Вміст води в грунті обчислити в процентах до сухого або повітряно-

сухого грунту. Польову вологість, як правило, обчислюють у процентах до

сухого грунту. Якщо необхідно результат аналізу перерахувати на сухий

грунт, то користуються величиною гігроскопічної вологості, або

коефіцієнтом ґіґроскопічності.

Приклад обчислення польової вологості в процентах до сухого грунту.

Щоб обчислити польову вологість в процентах до сухого грунту, необхідно

знати:

1. Кількість сухого грунту в грамах, що міститься в наважці, взятого для

аналізу.

Припустимо, що кількість сухого грунту 14,550 г (це різниця між масою

бюкса з грунтом після висушування і масою бюкса, наприклад, 49,00 - 34,450

= 14,550 .

2. Кількість води у грамах, яка випаровувалась при висушуванні

наважки, взятої для аналізу.

Кількість води, яка випаровувалась, становить 1,650 г (це різниця між

вагою бюкса з грунтом до висушування і після висушування: 50,650 - 49,000

= 1,650).

Таким чином, 14,550 г сухого грунту здатні увібрати 1,650 г води. Щоб

визначити процент вологості, обчислимо, скільки води можуть увібрати 100 г

сухого грунту.

Для цього складаємо пропорцію:

Таблиця 3

Форма запису визначення польової вологості

Маса в грамах до

висушування

Маса в грамах після

висушування

Кількість (в г)

бюкса + грунту

№

зразка

грунту

Глибина

горизонту

(в см)

№ бюкса

бюкса

бюкса +

+ грунту

5 годин

повторне

висушування

сухого

грунту

води

Вологість (в %

до сухого

грунту)

4 0—20 15 34,450 50,650 49,050 49,000 14,550 1,650 11,39

Форма запису визначення гігроскопічної вологості в % до повітряно-сухого грунту

Маса в грама до

висушування

Маса в грамах після

висушування

Кількість,

бюкса + грунту

№

зразка

грунту

Глибина

горизонту,

см

№

бюкса

бюкса +

грунту

5 годин

повторне

висушування

повітряно-

сухого

грунту

води

Вологість в %

до повітряно-

сухого грунту

Коефіцієнт

гігроскопіч-

ності

100

------------------------

100—5,26

4 0—20 17 17,800 22,550 22,320 22,300 4,750 0,250 5,26 1,05

Приклад обчислення гігроскопічної вологості в процентах, до повітряно-

сухого грунту. Щоб обчислити гігроскопічну вологу у процентах до

повітряно-сухого грунту, слід знати:

1. Масу (в грамах) наважки повітряно-сухого грунту, взятого для

визначення вологості. Припустимо, наважка повітряно-сухого грунту

дорівнює 4,750 г (це різниця між масою бюкса з грунтом до висушування і

масою самого бюкса: 22,750 г - 17,800 г = 4,750 г (табл. 3).

2. Кількість води в грамах, яка випарувалась під час висушування.

Кількість води, яка випарувалась, становить 0,250 г (це різниця між

масою бюкса з грунтом до висушування і після: 22,550 г - 22,300 г = 0,250 г.

Отже, 4,750 г повітряно-сухого грунту вміщують у собі 0,250 г води.

Щоб визначити процент вологості, обчислимо, скільки води може вмістити

100 г повітряно-сухого грунту. Для цього складемо пропорцію:

Необхідні прилади: сушильна шафа, тигельні щипці, бюкси, шпатель,

ексикатор, технічно-аналітичні терези з різноважками.

Коефіцієнт гігроскопічності - це поправка на вміст гігроскопічної вологи

в грунті.

Якщо гігроскопічна вологість виражена в процентах до повітряно-сухого

грунту, то коефіцієнт гігроскопічності обчислюється за такою формулою:

100

КГ

−

де х — процент гігроскопічної вологості.

Визначення вологоємкості грунту.

Вологоємкістю грунту називають здатність його вбирати та утримувати

в собі певну кількість води.

Розрізняють три види вологоємкості грунту: 1) повну (або найбільшу), 2)

капілярну (відносну); 3) молекулярну (найменшу).

Повна вологоємкість — це та кількість води, яка заповнює всі пори і

міжкапілярні проміжки.

Капілярна вологоємкість — кількість води, яка утримується в грунті при

заповненні водою тільки капілярних пор.

Молекулярна вологоємкість — кількість води, яка знаходиться на

поверхні твердої частники грунту та утримується силами зчеплення між

водою і твердою частинкою грунту.

При визначенні повної та капілярної вологоємкостей грунту треба брати

зразки грунту з непорушеною будовою. Але в лабораторії іноді визначають

вологоємкість грунту в зразках, які мають порушену будову, тобто розтерті

та просіяні крізь сито з отворами 1 мм.

Визначення капілярної вологоємкості грунту.

Хід роботи. 1. В сітку вкладають кружок фільтрувального паперу,

змочують його дистильованою водою, надівають сітку на циліндр і зважують

на технічних терезах з точ-ністю до 0,01 г.

2. Зняти сітку, циліндр вставити в буровий патрон і взяти пробу

грунту на заданій глибині буром Некрасова або Качинського.

3. Після взяття проби вийняти циліндр з бурового патрона,

закрити кришками і перенести до лабораторії. Обережно зняти кришку з

циліндра, надіти сітку з фільтрувальним папером і зважити циліндр з

грунтом та сіткою на технічних терезах.

4. Після зважування поставити циліндр в кристалізатор і налити води з

таким розрахунком, щоб вона доходила до краю сітки. Потім циліндр

накрити кришкою і залишити у такому положенні доти, поки всі капіляри бу-

дуть заповнені водою.

5. Коли вся поверхня грунту буде змочена водою (це ознака заповнення

капілярів), циліндр вийняти з кристалізатора, поставити на фільтрувальний

папір на 2—3 хвилини, щоб видалити воду, яка не може утримуватись

грунтом.

6. Через 3 хвилини обтерти циліндр, зважити на технічних терезах і

знову поставити у воду.

Насичення грунту водою та зважування повторювати до одержання

постійної маси.

7. Різниця між масою до насичення грунту водою і після насичення

становить масу води, що надійшла в грунт по капілярах.

Капілярну вологоємкість обчислити в процентах до сухого грунту. Для

цього необхідно мати такі дані:

1) польову вологість в процентах до сухого грунту (наприклад 15%);

2) масу порожнього циліндра 50,20 г;

3) масу циліндра з грунтом до насичення грунту водою 208,4 г;

4) масу циліндра з грунтом після насичення його водою 242,70 г.

Насамперед обчислюють масу наважки сирого грунту, яка була взята

для насичення водою:

208,4-50,2-158,2 г.

Потім визначають, скільки сухого грунту є у наважці масою 158,22 г при

польовій вологості 15%.

Якщо польова вологість дорівнює 15% і обчислена по відношенню до

сухого грунту, то це означає, що 100 г сухого грунту адсорбують 15 г води, а

разом це становить 115 г сирого грунту.

Щоб обчислити, скільки сухого грунту міститься у 158,2 г,

складаємо пропорцію:

115-100

158,2 - х

5,137

115

2,158100

=х

г.