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一种土壤孔隙率(比)的测定方法
2022-10-22 23:49:57ExperimentalTechnologyandManagement摘要:测量土壤孔隙率(比)有经验计算法、水银压人法和图像处理法等,但都有一定的局限性。通过摸索,利用液体石蜡不具有极性的性质,且廉价无污染,提出了一种简单易行的室内测定土壤孔隙率(比)的试验方法,与目前方法相比,具有成本低,无需特殊设备等优点,有相当的实用性。关键词:土壤孔隙率(比)}液体石蜡;孔径文章编号:1002-4956(2009)07—0050—02Ameasurementmethodofsoilpordsity(CollegeofEngineering,NanjingAgriculturalUniversity,Nanjing210031,China)manymeasurementmethodsofsoilporosity,suchmercuryintrusionporosimeter,imageprocessing,etc.However,theyallhavesomelimitations.Sincetheliq—uidparaffinisnon-polar,non-pollutionandlow-cost,thispaperprovidesporosity.ComparedwithsimpleindoormeasurementofsoilKeywords:soilporosity;liquidparaffin;capillary千土壤质量的比值(反映土壤中水的含量);Pw为孔隙水的密度(g/cm3);pb为土壤总体密度(g/cms)。
此方法虽然是求取孔隙率的传统方法,但计算时并未扣除土层间水所占的体积。由于土层间的水随加热而失去,这种方法将会高估土壤的孔隙率[2]。1.2水银压入法水银压入法是鉴于水银对固体表面的不可润湿性,要在压力的作用下水银才能压入多孔材料的孔隙中[3q]。孔径越小所需的压力越大。压入水银的压力P(MPa)和毛细管半径d(nm)的关系是d=4acos0/矿引,由相应的水银压人量可求出对应尺寸的孔隙体积,由此算出孔隙体积随孔径大小变化的孑L径分布曲线。水银压入法由于需要压力作用,一般要用到水银测孔仪,而且不适合应用于土质较软的土壤,因为可能会导致土样被压力压散,所以这种方法一般用于进行较硬固体的孔径分析。另外,水银以及仪器价格不菲,使用此方法时试验成本较高,而且水银属于有毒化学品,使用不当会对实验人员和环境造成危害。1.3图像处理法图像处理法是利用土壤切片及数字图像处理技术,对土壤结构进行小尺度或多指标分析,定量、定形地研究土壤的孔隙结构,从而获取相关参数。图像处理法具有直观性强,分析较准确的优点。目前使用的方法,传统的有经验计算方法。随着科技的进步,图像处理方法也越来越多地用于土壤孔隙率(比)的测定分析。
此外,还有水银压入法。1.1经验计算方法积(cm3);VT为单位质量土壤的总体积(cm3);m。为单位质量土壤加热后所去除的水的质量(g);m。为单位质量土壤加热去除水后的干土壤质量(g);W。为收稿日期:2008-09-23修改日期:2008-12-04基金项目:国家博士后基金(20080431104);国家自然科学基金作者简介:汪攀峰(1985一),男,安徽省安庆县人,硕士研究生,主要从通信作者:**朔(1968一),男,江苏省高邳县人,博士后,副教授,主要三维图像技术有CT(computedtomography)或CAT费都较高,只有条件较好的机构才使用,一般研究人员往往不具备这样的条件。虽然,对土壤孔隙的分析测定有不少方法,但是,这些方法有的算出的结果不是很精确,有的由于条件限制难以普遍推广等。所以,如何简单又准确地测出土壤孔隙率(比)这一重要参数,有一定的实际意义。本文提出了一种新的测量土壤孔隙率(比)的方法,简单易行,希望对从事岩土方面工作的研究和工作人员本方法的依据是基于液体石蜡不具有极性,当它与土体接触时其体积保持不变,亦不产生吸附和浸湿作用[5]。而且,液体石蜡市场价格较为低廉,几乎不会对人员和环境造成危害。
因此,可利用液体石蜡的这些特点,进行土壤孑L隙率(比)的测定试验。虽然液体石蜡不具有极性,但当土壤孔径较大时,它仍然会进入土壤填充孔隙,因此孔隙率怎么测,本方案分为两种情况,即小孔径土壤与大孔径土壤,两者的试验方法有所区别。试验仪器与用品:土样,天平,浮称天平,大量杯或量筒,细线,液体石蜡,捣棒,滤纸等。(2)取出土样,去掉细线,用手将土样细心捻碎,务必使土样全部置于同一量杯中。用捣棒充分搅拌至土样成颗粒状,静置片刻后,测量此时的体积y。。此时可能有少量的液体石蜡浮于水层之上,这是由于土样孔隙的不均匀或存在杂质,可能会有少量液体石蜡填充了孔隙或吸附在杂质上,但这几乎不会对试验结果造成影响,因为液体石蜡的密度小于水的密度,会与水有明显的分层现象,这部分体积可以被测出,只需用(3)用滤纸过滤量杯中的混合物,将土颗粒与水分离,用酒精燃烧法或直接用液体石蜡燃烧去除土颗粒中残留水分,冷却至室温后称土颗粒质量,记为m。,则土中所含水的质量为优水一m。一m。,由此可进一步算出土中所含水的体积为一般在计算时水的密度取1.0g/cm3。2.2大孔径土壤(1)取土样,称湿质量m。。用细线系于浮称天平一端,浸没于盛有一定体积的液体石蜡的量杯中,通过浮称天平测出此时重量m。
,由于液体石蜡的密度脂一般是给定的,故土样总体积为V一(优。一m。)/pro。计算时,只需将/J孔隙率怎么测,孑L径土样各计算式中的土样总体积V变换为V一(7,l,一m。)/pm即可。文提出的方案具有简单易行,成本较低,且结果较准确等特点。此外,不需要特殊设备,在一般实验室里都可以进行。如果没有液体石蜡,也可以用油类(如食用油、汽油等)代替。唯一需要注意的是试验前要区分土样的孔径,大、小孔10径土样的试验方法有一定的区别。本方案具有一定的实用性。参考文献(References):[1]黄昌勇.土壤学[M].北京:中国农业出版社,2005.[2]BrownRM。RansomB.Porositycorrectionsforsmectite-richsedi—studiesofcompaction,fluidgeneration[J].Geolo-[33钱树安.测定固体多孔物结构的新方法一水银压入法[J].化学通[4]齐志强,马德江.用JH型孔率计测定多孔物质的孔径分布[J].辽E53王锺琦,孙广忠,刘双光,等.岩土工程测试技术[M].北京:中国建[6]刘艳华,张和生,马娟娟.利用遥感图像处理软件11(ERDAsIMAG—INE)对土壤孔隙率进行测定分析CJ].太原理工大学学报,2006,36[7]南京水利科学研究院土工研究所.土工试验技术手册[M].北京t人,,,Pan一种土壤孔隙率(比)的测定方法南京农业大学,工学院,江苏,南京,实验技术与管理GY 南京水利科学研究院土工研究所土工试验技术手册 2003 利用遥感图像处理软件()对土壤孔隙率进行测定分析[期刊论文]-太原理 12 工大学学报 2006(01) 岩土工程测试技术1986 JH型孔率计测定多孔物质的孔径分 1984(01)5.钱树安测定固体多孔物结构的新方法-水银压 -- ,fluid 1996(24)7. 土壤学2005 百度搜索“就爱阅读”,专业资料,生活学习,尽在就爱阅读网,您的在线图书馆
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