Крикунов В.Г. Грунтознавство

Подождите немного. Документ загружается.

Якщо у 158,2 г сирого грунту міститься 137,5 г сухого, маса води

становить: 158,2—137,5 = 20,7 г.

Отже, у наважці в 158,2 г сирого грунту до насичення його водою

містилось 20,7 г води.

При насиченні 158,2 г грунту по капілярах надійшло води

242,7-208,4=34,3 г.

Звідси загальна кількість води, що утримує грунт при капілярному

насиченні водою, дорівнює

20,7+34,3=55,0 г.

Щоб обчислити капілярну вологоємкість в процентах до сухого грунту,

складаємо пропорцію:

137,5-55,0

100 - х

00,40

5,137

1000,55

=х

Визначення повної вологоємкості грунту

1. Після визначення капілярної вологоємкості циліндр з грунтом

потрібно поставити у кристалізатор висотою 15 см. Води налити стільки, щоб

вона знаходилась на одному рівні з грунтом. Циліндр накрити зверху

кришкою і залишити у кристалізаторі доти, поки вода виступить на поверхню

грунту. Це означає, що вона заповнила всі некапілярні проміжки.

2. Циліндр вийняти з води, поставити на фільтрувальний папір на 2—3

хвилини для видалення води, яка не утримується грунтом, обтерти і зважити

на технічних терезах з точністю до 0,01 г.

Насичення грунту водою та зважування повторюють до одержання

постійної маси.

3. Повну вологоємкість обчислити в процентах до сухого грунту таким

же способом, як і при визначенні капілярної вологоємкості.

Прилади і матеріали: бур для взяття зразків грунту, циліндр з кришками

та сіткою, бюкси, технічні терези та різноважки, сушильна шафа, ексикатори,

тигельні щипці, кристалізатор висотою 15 см, фільтрувальний папір,

дистильована вода (табл. 4 )

Таблиця 4

Форма запису

Маса (в г) Кількість

циліндра з грунтом при

насиченні

№ зразка

грунту

№

циліндра

циліндра з

грунтом

капілярному повному

до наси-

чення

водою

18 45 50,20 208,40 242,70 247,50 20,70

вода у наважці (в г)

Загальна кількість

води у наважці (г)

Кількість ґрунту

в циліндрі (в г)

Вологоємкість

(у %)

після насичення

водою

після насичення

водою

капілярного повного капілярного повного

сирого сухого капілярного повна

34,30 39,10 55,00 59,80 158,20 137,50 40,00 43,48

Питання для самоперевірки :

1. Що необхідно для відбору зразків ґрунту для аналізів? 2. Методика відбору

грунтових зразків та підготовка їх до аналізів. 3. Особливості підготовки ґрунту для

визначення гумусу та азоту. 4. Як визначити кістяк ґрунту? 5. Що таке структурність і

структура ґрунту? 6. Які види структури зустрічаються в грунтах? 7. Основні показники

структури і їх характеристика. 8. Як утворюється агрономічно цінна структура ґрунту? 9.

Причини втрати структурного стану ґрунту та заходи створення і збереження ґрунтової

структури у виробничих умовах. 10.Що таке питома вага, об’ємна маса та пористість ґрунту?

Від чого залежать ці властивості? 11.Джерела води в грунті і основні закони її переміщення.

12.Які форми ґрунтової вологи ви знаєте? Їх доступність рослинам. 13.Охарактеризуйте

основні водні властивості ґрунту. 14.Поняття про водний режим ґрунту. Основні типи

водного режиму. 15.Який водний режим переважає в грунтах вашої зони. 16.В чому полягає

вплив ґрунтових вод на грунтовоутворення і агрономічні властивості ґрунтів. 17.Основні

заходи по регулюванню фізико-механічних властивостей ґрунту та водного режиму в різних

грунтово-кліматичних зонах.

Гранулометричний аналіз ґрунту за методом Долгова і Житкової

Гранулометричним складом називають відносний вміст в грунті

гранулометричних елементів різного діаметру. Маса грунту завжди

складається із частинок різної величини - від декількох сантиметрів до

декількох міліметрів.

Значення аналізу. Залежно від розміру гранулометричні елементи мають

різні фізичні властивості і хімічний склад. Тому аналізуючи і вивчаючи

грунт, визначають вміст у ньому гранулометричних елементів певного

розміру. Найчастіше для цього використовують кілька методів

гранулометричного аналізу з метою виділення всіх гранулометричних

фракцій грунту чи породи.

За гранулометричним складом грунти класифікують за дво або

тричленними класифікаціями. Часто використовують тричленну

класифікацію грунтів М.А.Качинського. Але найбільшого поширення набула

двочленна класифікація грунтів, розроблена М.М.Сибірцевим, а потім

М.А.Качинським. У двочленній класифікації виділяють такі групи частинок:

фізичний пісок-діаметр більше 1,01 мм і фізичну глину – менше 0,01 мм; в

тричленній – три; пісок – 1,0-0,05 мм, пил-0,05-0,001 мм та мул – менше

0,001мм.

Належність грунту до певної групи грунтів за гранулометричним

складом певною мірою свідчить про його родючість і господарську цінність.

Називаючи грунт, слід обов’язково зазначити його гранулометричний склад,

наприклад чорнозем звичайний важкосуглинковий, дерново-підзолистий

супіщаний. Різні типи грунтів можуть мати однаковий гранулометричний

склад.

Від гранулометричного складу грунтів значною мірою залежать їх

агрономічні властивості. Піщані і супіщані грунти називають легкими,

оскільки вони легко обробляються, а суглинкові та глинисті – важкими, тому

що їх обробіток пов'язаний із значними енергетичними затратами.

Легкі грунти пухкі, добре пропускають вологу та повітря, навесні

швидко прогріваються. Водночас вони погано затримують воду, містять мало

органічних речовин та елементів живлення. Щільні, погано пропускають

вологу і повітря, навесні погано прогріваються повільно, тому їх обробіток

починають пізніше. Вміст гумусу та елементів живлення в них вищий, ніж у

піщаних та супіщаних грунтах. Однак загалом глинисті та суглинкові грунти

родючіші, ніж піщані й супіщані. Від гранулометричного складу грунтів

залежить і врожайність вирощування на них культур.

В залежності від кількісного вмісту часток певної групи, в природі

зустрічаються різні за гранулометричним складом грунти. В піщаних і

супіщаних грунтах гранулометричні елементи знаходяться в розрізненому

стані; в суглинистих і глинистих грунтах гранулометричні елементи більш

зв'язані, зцементовані між собою і створюють структурні грудочки

(агрегати). Зв'язок між гранулометричними елементами обумовлюється

наявністю колоїдів і двовалентних катіонів кальцію та магнію.

Завдання гранулометричного аналізу полягає в тому, щоб розділити

грунт на гранулометричні фракції, визначити їх розмір, кількість, встановити

співвідношення між окремими фракціями і правильно назвати грунт.

Перш ніж приступити до гранулометричного аналізу, необхідно

провести підготовку ґрунту.

Суть підготовки полягає в тому, щоб зруйнувати структурні грудочки

(агрегати) до гранулометричних елементів, тобто розірвати зв'язок між

частками, яких обумовлений наявністю в грунті двовалентних катіонів

кальцію та магнію і одержати грунт в диспергованому стані.

В зв'язку з цим гранулометричний аналіз складається з двох частин:

1. Підготовка грунту до аналізу.

2. Гранулометричний аналіз

Існує два методи підготовки грунту до гранулометричного аналізу -

метод «А» і метод «В». Ми зупинимося на методі «А».

Гранулометричним аналізом визначають кількість та розмір

гранулометричних елементів, що входять до складу твердої фази грунту.

Принцип методу грунтується на законах падіння твердих тіл в

рідкому середовищі (воді). Швидкість їх падіння залежить: від величини тіла,

його форми і питомої ваги

Тверді частки грунту мають різну питому вагу, форму і величину.

Фізичні властивості цих часток грунту обумовлюють їх відношення до води

при певній температурі.

Від форми, величини і питомої ваги гранулометричних елементів

залежить швидкість їх падіння в рідкому середовищі (від розміру і форми

часток залежить величина тертя, від величини питомої ваги - прискорення,

тощо).

Для визначення розміру часток за швидкістю їх падіння користуються

формулою Стокса:

де v - швидкість падіння грунтових часток в рідкому середовищі в

сантиметр-секундах

r - радіус часток в сантиметрах

d - питома маса часток

- питома маса рідкого середовища

g - прискорення сили тяжіння

n - в’язкість рідини

Професор Шене встановив співідношення між швидкістю падіння

часток та їх діаметром за одиницю часу (секунду).

Діаметр часток в мм

Швидкість падіння за одну

секунду в мм

0,05 — 0, 01 2,0

0,01 — 0,005 0,2

0,005 — 0,001 0,0044

менше — 0,001 0, 0012

gddr ×−××

)(222,0

Швидкість падіння гранулометричних елементів розміром більших за

0,25 мм і від 0,25 - 0,05 мм не враховується. Гранулометричні елементи

більші за 0,25 мм визначаються на ситі, а частки від 0,25 до 0,05 мм

обчислюються за різницею.

Для визначення гранулометричного складу грунту береться наважка

грунту на технічних терезах 60 г і переноситься в колбу (пляшку) на 500 мл,

приливається 400 мл 1% розчину соди (NaHCO

Колбу ставлять на ротатор для збовтування протягом 1 години. Після

збовтування суспензія з колби переноситься у циліндр (склянку) об’ємом

2000 мл і доливають дистильованою водою до мітки 2 л.

Потім приступають до взяття проб сифоном, наповненим чистою водою.

Перед взяттям проб кожний аналітик повинен навчитися в точності і

акуратності взяття їх відносно часу взяття, об’єму, тобто взяти проби на

холостому аналізі (при наявності у склянці кольорової води).

Суспензія у склянці старанно перемішується дерев’яною лопаткою. За

декілька секунд до взяття проби повільно опускають сифон на необхідну

глибину, підставляючи під зливаюче коліно мірну колбу об’ємом 200 см

Спочатку встановлюють тривалість забору проби. Якщо вона дорівнює

18 секунд, то поглинання починається за 9 секунд до строку осадження і

закінчується на 9 секунд пізніше. Негайно і обережно виймають сифон із

зажатим пружинним зажимом із склянки.

Склянку із суспензією після взяття проби обережно переставляють в

спокійне місце і залишають його до взяття наступної проби, котра береться

без нового збовтування суспензії. Опустивши всмоктуюче коліно сифону в

склянку з чистою водою, злити суспензію із сифону в склянку або колбу

(об'ємом біля 300 см

), влити в склянку або колбу суспензію із мірної колби,

чисто помивши її.

Добавити в склянку або колбу із суспензією 10 - 15 см

10 % розчину

хлористого барію (BaCl

) і ретельно перемішати. Через декілька хвилин

почнеться згортання суспензії.

Коагульовану в згустки суспензію переносять із склянки на зважений

фільтр у лійку. Суспензію бажано переносити на фільтр струменем води із

промивалки.

Фільтр з осадом підсушують спочатку на повітрі, а потім в сушильній

шафі при температурі 105 - 110

С протягом 6 - 7 годин. Підсушений фільтр з

осадом зважують на технічних терезах.

Знаходження маси сухих грунтових часток: із маси сухого фільтра з

осадом відняти масу сухого фільтра.

Визначення вмісту в грунті різних фракцій гранулометричного складу

проводиться за слідуючи ми формулами:

100

••

•

100

••

−

100

••

•

100

••=

, М

- вага грунтових часток у пробах суспензії у грамах

М - початкова наважка сухого грунту

В - об'єм всієї суспензії - 2 л

b - обєм окремої проби (об'єм мірної колби - 200 мл)

, m

- процентний вміст у аналізованому грунті часток різного

розміру (0,05; 0,01; 0,01 – 0,005; 0,005 - 0,001; менше 0,001)

Залишок рідини у склянці слід змити через сито з отворами 0,25 мм і

чисто сполоснути склянку та сито.

Ретельно промити вміст на ситі струменем води, частки які залишились

на ситі висушуються або змиваються у випарювальну чашку (фракція 1- 0,25

мм) ставлять у сушильну шафу і сушать при температурі 105-110

С та

зважуються..

Визначити процентний вміст часток 1-0,25 і 0,25-0,05 мм

100

•=

Х — процентний вміст часток 1 — 0,25 мм

А — маса у грамах

60 — початкова наважка

процент частинок 0,25 – 0,05 мм 100- (m

+X)

Таблиця 5

Глибина, час взяття і результати визначення маси проб

№№

проб

Розмір

частинок,

мм

Глибина

занурення

сифона,

см

Час початку

взяття проб

після

збовтування

Маса

фільтра,

Маса

проби з

фільтром,

Маса

проби,

менш 0,05 10,8 48 сек.

менш 0,01 8,6 15 хв.

менш 0,005 6,4 45 хв.

менш 0,001 3,6 7 год. 31 хв.

Таблиця 6

Гранулометричний склад грунту

Розмір частинок у мм

1,0-0,25 0,25-0,05 0,05-0,01 0,01-0,005 0,005-0,001 менш 0,001

Визначення гранулометричного складу ґрунту по методу М. М.

Філатова

Розроблено кілька методів визначення гранулометричного складу ґрунту

в лабораторних умовах. Найбільш простим і доступним серед них вважається

метод М. М. Філатова, що дозволяє швидко установити кількість головних

груп ґрунтових часток - піску, глини, а потім по їх співвідношенню

визначити ґрунтовий різновид.

Хід аналізу. Зразок ґрунту розтирається в ступці (чи на спеціальному

млині) і просівається через сито з отворами 1 мм. Частини скелетної частки

ґрунту, що залишилися на ситі можуть бути зважені на вагах. У такий спосіб

визначається кількість великих уламків.

Визначення глини. У мірний циліндр ємністю 50 мол насипають

просіяну через сито ґрунтову масу, ущільнюючи її легким постукуванням,

поки обсяг її не буде дорівнювати 5 мл. Після цього в циліндр доливають 30

мл води і 5 мл 1 н. розчину хлористого кальцію для коагуляції колоїдних

часток і ретельно розмішують масу. Потім доливають воду до мітки 50 мл і

залишають на 30 хв для відстоювання. Після відстоювання визначають

збільшення обсягу ґрунту за допомогою лінійки, що прикладають до

верхньої мітки мірного циліндра. Результати записують у таблицю за

формою (табл. 7)

Таблиця 7

Обсяг ґрунту, узятого

для визначення

Обсяг ґрунту в

циліндрі через

30 хв

Приріст обсягу

ґрунту,

мл

глини в

ґрунті

Для визначення процентного вмісту глини в ґрунті по приросту об’єма ґрунту

користаються таблицею. (табл. 8)

Таблиця 8

Вміст глини в ґрунті по приросту її об’єму

Збільшення об’єму

ґрунту, мл

% глини в ґрунті

Збільшення об’єму

ґрунту, мл

% глини в ґрунті

Визначення піску. У мірний циліндр ємністю 100 мл насипають той

самий ґрунт, у якому визначали вміст глини, поки об’єм її після ущільнення

не буде дорівнювати 10 чи 20 мл. Після цього доливають воду до позначки

100мл, добре розмішують ґрунт скляною паличкою і дають відстоятися

протягом 90 сек. За цей час більш крупніші частки піску осідають на дно

циліндра, а більш дрібні і легші частки пилу і мулу (глини) знаходяться в

зваженому стані у воді. Мутну воду зливають і до осаду, що залишився,

знову доливають воду до позначки 100 мл, добре розмішують і залишають

відстоюватися 90 сек, після чого мутну воду зливають.

Усі ці операції (доливання води, розмішування й відстоювання

протягом 90 сек) повторюють доти, поки вода після чергового відстоювання

не стане зовсім прозорою. Потім вимірюють об’єм піску, що залишився,

рахуючи кожен міліметр рівним 10% об’єму піску. Отримані результати

записують за наступною схемою (табл. 9)

Таблиця 9

Об’єм ґрунту, узятого

для визначення піску,

мл

Об’єм ґрунту після

промивання і

відстоювання, мл

% піску в ґрунті

(1 мл = 10 %)

Вміст пилу в ґрунті визначають, віднімаючи від 100 суму відсотків

глини і піску (а також ґрунтового скелета).

По співвідношенню глини і піску визначають гранулометричний склад

і різновид ґрунту, користаючись таблицею 11.