土壤學(xué)第六章 土壤結(jié)構(gòu)及力學(xué)性質(zhì)ppt

1、2021-10-191 主主 講講: : 黃寶圣黃寶圣聯(lián)系方式聯(lián)系方式: 電話(huà)電話(huà)-3191456;3191456;Email- Email-授課班級(jí)授課班級(jí): 2011 2011 級(jí)級(jí)-生態(tài)學(xué)專(zhuān)業(yè)生態(tài)學(xué)專(zhuān)業(yè) 1 1 班班學(xué)學(xué) 期期: 2012 - 20132012 - 2013學(xué)年第一學(xué)期學(xué)年第一學(xué)期 開(kāi)課單位開(kāi)課單位: : 城市與環(huán)境系城市與環(huán)境系2021-10-1926 6 土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo) 掌握有關(guān)掌握有關(guān)“土壤顆粒土壤顆?！?、“土壤質(zhì)地土壤質(zhì)地”、“土壤土壤結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)”的重要概念、基本原理和計(jì)算方法

2、，以及土壤的重要概念、基本原理和計(jì)算方法，以及土壤的力學(xué)性質(zhì)，了解土壤的耕性和耕作。的力學(xué)性質(zhì)，了解土壤的耕性和耕作。2021-10-193 6 6 土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)6-1 6-1 土壤顆粒土壤顆粒 一、土壤粒級(jí)一、土壤粒級(jí) 二、土壤密度和容重二、土壤密度和容重 三、土壤空隙三、土壤空隙6-2 6-2 土壤質(zhì)地土壤質(zhì)地 一、土壤機(jī)械組成一、土壤機(jī)械組成 二、土壤質(zhì)地類(lèi)型二、土壤質(zhì)地類(lèi)型 三、不同質(zhì)地土壤的肥力特點(diǎn)和改良利用三、不同質(zhì)地土壤的肥力特點(diǎn)和改良利用6-3 6-3 土壤結(jié)構(gòu)土壤結(jié)構(gòu) 一、土壤結(jié)構(gòu)體一、土壤結(jié)構(gòu)體 二、土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)二、土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu) 三、土壤結(jié)構(gòu)改良三、

3、土壤結(jié)構(gòu)改良 6-4 6-4 土壤力學(xué)性質(zhì)土壤力學(xué)性質(zhì) 一、土壤黏結(jié)和黏著性一、土壤黏結(jié)和黏著性 二、土壤可塑性二、土壤可塑性 三、土壤脹縮性三、土壤脹縮性 四、土壤的抗剪強(qiáng)度四、土壤的抗剪強(qiáng)度 五、土壤壓縮與壓實(shí)五、土壤壓縮與壓實(shí) 6-5 6-5 土壤耕性和耕作土壤耕性和耕作 一、土壤耕作一、土壤耕作 二、土壤耕性和耕作力學(xué)二、土壤耕性和耕作力學(xué) 三、土壤保護(hù)性耕作技術(shù)三、土壤保護(hù)性耕作技術(shù)2021-10-1946 6 土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì) 土壤結(jié)構(gòu)：土壤結(jié)構(gòu)：土壤中不同顆粒的排列和組合形式。土壤中不同顆粒的排列和組合形式。 土壤結(jié)構(gòu)是成土過(guò)程或利用過(guò)程中由物理的、化學(xué)土壤結(jié)

4、構(gòu)是成土過(guò)程或利用過(guò)程中由物理的、化學(xué)的和生物的多種因素綜合作用而形成，按形狀可分為塊的和生物的多種因素綜合作用而形成，按形狀可分為塊狀、片狀和柱狀三大類(lèi)型；按其大小、發(fā)育程度和穩(wěn)定狀、片狀和柱狀三大類(lèi)型；按其大小、發(fā)育程度和穩(wěn)定性等，再分為團(tuán)粒、團(tuán)塊、塊狀、棱塊狀、棱柱狀、柱性等，再分為團(tuán)粒、團(tuán)塊、塊狀、棱塊狀、棱柱狀、柱狀和片狀等結(jié)構(gòu)。狀和片狀等結(jié)構(gòu)。 土壤力學(xué)：土壤力學(xué)：研究力與土壤相互作用的學(xué)科。研究研究力與土壤相互作用的學(xué)科。研究力學(xué)和水力學(xué)原理在土方工程上的應(yīng)用。力學(xué)和水力學(xué)原理在土方工程上的應(yīng)用。 土壤力學(xué)性質(zhì)：土壤力學(xué)性質(zhì)：土壤的機(jī)械物理性質(zhì)。土壤的機(jī)械物理性質(zhì)。2021-10

5、-1956 6 土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)2021-10-196 6 6 土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)2021-10-1976 6 土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì) 顆顆粒粒組組成成%（粒粒徑徑：毫毫米米） 質(zhì)質(zhì)地地組組 質(zhì)質(zhì)地地名名稱(chēng)稱(chēng) 砂砂粒粒(1-0.05) 粗粗粉粉粒粒(0.05-0.01) 細(xì)細(xì)粘粘粒粒(80 7080 6070 5060 砂砂粉粉土土 粉粉土土 20 20 40 30 壤壤土土 砂砂壤壤 壤壤土土 20 20 60 2.土粒的大小分級(jí)土粒的大小分級(jí)粒級(jí)制粒級(jí)制2021-10-198 6 6 土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)2021-10-1

6、996 6 土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)粗細(xì)土粒的礦物組成示意圖粗細(xì)土粒的礦物組成示意圖 2021-10-1910 6 6 土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)固相率固相容積土體容積液相率水容積土體容積氣相率空氣容積土體容積1 0 0 %1 0 0 %1 0 0 %2021-10-1911 6 6 土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì) (二二)土壤容重土壤容重 1.概念概念 單位體積自然狀態(tài)土壤體單位體積自然狀態(tài)土壤體 (含粒間孔隙含粒間孔隙) 的重量。的重量。( g/cm3) 2.土壤容重作用土壤容重作用 (1)計(jì)算土壤孔隙度計(jì)算土壤孔隙度 孔隙度孔隙度1(容重容重/比重比重)100

7、% (2)計(jì)算工程土方量計(jì)算工程土方量 土壤重量土壤重量 = 土壤體積土壤體積土壤容重土壤容重 (3)估算各種土壤成分儲(chǔ)量估算各種土壤成分儲(chǔ)量 設(shè)耕層厚度設(shè)耕層厚度0.2m ，容重，容重1.3t/m3 有機(jī)質(zhì)含量有機(jī)質(zhì)含量15g/kg=0.015t/t ，全氮量，全氮量 0.75g/kg=0.00075t/t 。 1hm2(104m2)厚厚0.2m 土層計(jì)：土層計(jì)： 土壤重土壤重=10000 0.2 1.3=2600t 有機(jī)質(zhì)儲(chǔ)量有機(jī)質(zhì)儲(chǔ)量 =2600 0.015=39.0t 全氮儲(chǔ)量全氮儲(chǔ)量 =2600 0.00075=1.95t 2021-10-1912 6 6 土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)土壤結(jié)構(gòu)

8、與力學(xué)性質(zhì)(4) 計(jì)算土壤儲(chǔ)水量及灌水計(jì)算土壤儲(chǔ)水量及灌水(或排水或排水)定額定額 設(shè)土層厚度設(shè)土層厚度 1m，土壤含水量，土壤含水量 25%，容重為，容重為1.3 t/m3。 1hm2的的1m土層儲(chǔ)水量土層儲(chǔ)水量=10000m2 1m1.3 t/m3 25% =3250t3250m3/hm2325mm3. 浸水容重浸水容重 反映土壤在浸水條件下的結(jié)構(gòu)狀態(tài)和緊實(shí)度。反映土壤在浸水條件下的結(jié)構(gòu)狀態(tài)和緊實(shí)度。 4. 影響土壤容重的因素影響土壤容重的因素 質(zhì)地、結(jié)構(gòu)、有機(jī)質(zhì)含量、緊實(shí)度等，主要通過(guò)影質(zhì)地、結(jié)構(gòu)、有機(jī)質(zhì)含量、緊實(shí)度等，主要通過(guò)影響孔隙而影響容重。響孔隙而影響容重。 2021-10-19

9、13 6 6 土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)三、土壤孔隙三、土壤孔隙 在土壤固、液、氣三相中，固相和液相兩者的容積合稱(chēng)為實(shí)容積。而液相在土壤固、液、氣三相中，固相和液相兩者的容積合稱(chēng)為實(shí)容積。而液相和氣相兩者的容積之和即為土壤孔隙容積。和氣相兩者的容積之和即為土壤孔隙容積。(一一)三相組成和孔隙度三相組成和孔隙度1.三相組成指標(biāo)三相組成指標(biāo)2.2.土壤孔隙度土壤孔隙度( (土壤孔度土壤孔度) ) 土壤孔隙的容積占整個(gè)土體容積的百分土壤孔隙的容積占整個(gè)土體容積的百分?jǐn)?shù)稱(chēng)為土壤孔度，又稱(chēng)總孔度。它是衡量土數(shù)稱(chēng)為土壤孔度，又稱(chēng)總孔度。它是衡量土壤孔隙的數(shù)量指標(biāo)。壤孔隙的數(shù)量指標(biāo)。 孔隙度孔隙度

10、1 1固相率液相率氣相率固相率液相率氣相率2021-10-1914 6 6 土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)( (二二) )土壤孔性土壤孔性 土壤孔隙性質(zhì)土壤孔隙性質(zhì)( (簡(jiǎn)稱(chēng)孔性簡(jiǎn)稱(chēng)孔性) )是指土壤孔隙總量及大、小孔隙分布，它對(duì)是指土壤孔隙總量及大、小孔隙分布，它對(duì)土壤肥力有多方面的影響。土壤孔性可從兩方面了解：一是土壤孔隙總量土壤肥力有多方面的影響。土壤孔性可從兩方面了解：一是土壤孔隙總量( (總孔度總孔度) )，二是大小孔隙分配，二是大小孔隙分配( (分級(jí)孔度分級(jí)孔度) )。砂土砂土 30304545 壤土壤土 40-50% 40-50% 粘土粘土 45-60% 45-60% 泥炭

11、土泥炭土 8080 結(jié)構(gòu)良好的壤土和粘土的孔度高達(dá)結(jié)構(gòu)良好的壤土和粘土的孔度高達(dá)55-65%55-65%，甚至在，甚至在7070以上。以上。2021-10-1915 6 6 土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)2021-10-1916物物理理性性粘粘粒粒( 0 . 0 1 mm) ( ) 物物理理性性砂砂粒粒( 0 . 0 1 mm) ( ) 質(zhì)質(zhì)地地名名稱(chēng)稱(chēng) 灰灰化化土土類(lèi)類(lèi) 草草原原土土及及紅紅黃黃壤壤類(lèi)類(lèi) 柱柱狀狀堿堿土土及及強(qiáng)強(qiáng)堿堿化化土土類(lèi)類(lèi) 灰灰化化 土土類(lèi)類(lèi) 草草原原土土及及 紅紅黃黃壤壤類(lèi)類(lèi) 柱柱狀狀堿堿土土及及強(qiáng)強(qiáng)堿堿化化土土類(lèi)類(lèi) 松松砂砂土土 0 5 0 5 0 5 1 0

12、 0 9 5 1 0 0 9 5 1 0 0 9 5 砂砂土土 緊緊砂砂土土 5 1 0 5 1 0 5 1 0 9 5 9 0 9 5 9 0 9 5 9 0 砂砂壤壤土土 1 0 2 0 1 0 2 0 1 0 2 0 9 0 8 0 9 0 8 0 9 0 8 5 輕輕壤壤土土 2 0 3 0 2 0 3 0 1 5 2 0 8 0 7 0 8 0 7 0 8 5 8 0 中中壤壤土土 3 0 4 0 3 0 4 5 2 0 3 0 7 0 6 0 7 0 5 5 8 0 7 0 壤壤土土 重重壤壤土土 4 0 5 0 4 5 6 0 3 0 4 0 6 0 5 0 5 5 4 0 7

13、0 6 0 輕輕粘粘土土 5 0 6 5 6 0 7 5 4 0 5 0 5 0 3 5 4 0 2 5 6 0 5 0 中中粘粘土土 6 5 8 0 7 5 8 5 5 0 6 5 3 5 2 0 2 5 1 5 5 0 3 5 粘粘土土 重重粘粘土土 8 0 8 5 6 5 2 0 1 5 3 5 (3)(3)通氣孔隙通氣孔隙 當(dāng)量孔徑當(dāng)量孔徑0.02 mm0.02 mm的孔隙的孔隙( (土壤水吸力土壤水吸力1.50.2 mm0.2 mm的粗孔植物的細(xì)根可伸入的粗孔植物的細(xì)根可伸入其中；其中；0.2-0.02 mm0.2-0.02 mm的中孔是原生動(dòng)物、真菌和根毛的棲身地。的中孔是原生動(dòng)物

14、、真菌和根毛的棲身地。3.3.土壤空隙分級(jí)土壤空隙分級(jí)4.4.土壤孔性的影響因素土壤孔性的影響因素 質(zhì)地；結(jié)構(gòu)；土壤有機(jī)質(zhì)含量；土粒排列；自然因素與土壤管理質(zhì)地；結(jié)構(gòu)；土壤有機(jī)質(zhì)含量；土粒排列；自然因素與土壤管理 6 6 土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì) (1) (1)非活性孔隙非活性孔隙 當(dāng)量孔徑當(dāng)量孔徑 0.002 mm1.51.510105 5 Pa)Pa)，根毛和微生物不能進(jìn)入此孔隙。，根毛和微生物不能進(jìn)入此孔隙。(2)(2)毛管孔隙毛管孔隙 當(dāng)量孔徑為當(dāng)量孔徑為0.020.020.002 mm0.002 mm的孔隙的孔隙( (土壤水吸力土壤水吸力1.51.510105 Pa-1.

15、5Pa-1.510104 Pa)Pa), , 植物細(xì)根、原生動(dòng)物植物細(xì)根、原生動(dòng)物和真菌不能進(jìn)入毛管孔隙中，但根毛和細(xì)菌可在其中生活。和真菌不能進(jìn)入毛管孔隙中，但根毛和細(xì)菌可在其中生活。2021-10-1917 6 6 土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)6-2 6-2 土壤質(zhì)地土壤質(zhì)地一、土壤機(jī)械組成一、土壤機(jī)械組成 各粒級(jí)土粒在土壤中的相各粒級(jí)土粒在土壤中的相對(duì)比例對(duì)比例( (質(zhì)量百分?jǐn)?shù)質(zhì)量百分?jǐn)?shù)) )稱(chēng)為土壤稱(chēng)為土壤機(jī)械組成機(jī)械組成( (或土壤顆粒組成或土壤顆粒組成) )。 由土壤機(jī)械組成確定土壤由土壤機(jī)械組成確定土壤質(zhì)地。質(zhì)地。二、土壤質(zhì)地類(lèi)型二、土壤質(zhì)地類(lèi)型( (一一) )土壤質(zhì)地的

16、概念土壤質(zhì)地的概念 按照土壤中不同粒級(jí)土粒的相對(duì)比例按照土壤中不同粒級(jí)土粒的相對(duì)比例( (土壤機(jī)械組成的差異土壤機(jī)械組成的差異) )把土壤分成把土壤分成若干組合，每一組合即為一種土壤質(zhì)地。若干組合，每一組合即為一種土壤質(zhì)地。 土壤質(zhì)地對(duì)土壤性狀如養(yǎng)分含量、通氣透水性、保水保肥性以及耕作性狀等都有很大的影響，所以，在闡明土壤肥力時(shí)，土壤質(zhì)地是首先考慮的因素之一 2021-10-19186 6 土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)1.國(guó)際制國(guó)際制（2 2）依據(jù)砂粒、粉粒和粘粒三種粒級(jí)的數(shù)量）依據(jù)砂粒、粉粒和粘粒三種粒級(jí)的數(shù)量() 細(xì)分為細(xì)分為12級(jí)級(jí) （1）以粘粒）以粘粒(0.002mm)含量判定

17、含量判定4類(lèi)類(lèi)：45% 粘土類(lèi)粘土類(lèi)( (二二) )土壤質(zhì)地分類(lèi)制土壤質(zhì)地分類(lèi)制2021-10-19196 6 土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)粘粒粘粒(0.01mm），物理粘粒（），物理粘粒（0.01mm）卡欽斯基土壤質(zhì)地分類(lèi)(簡(jiǎn)明方案) 注：在分析工作中不包括大于注：在分析工作中不包括大于1mm的石礫，這一部分含量另行計(jì)算。的石礫，這一部分含量另行計(jì)算。2021-10-19226 6 土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)4. 中國(guó)質(zhì)地分類(lèi)中國(guó)質(zhì)地分類(lèi)(三元三元)我國(guó)土壤質(zhì)地分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)我國(guó)土壤質(zhì)地分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn) （1985, 1996） 中國(guó)制的三元粒級(jí)互不銜接，不能構(gòu)成三角質(zhì)地圖，不便查用中國(guó)

18、制的三元粒級(jí)互不銜接，不能構(gòu)成三角質(zhì)地圖，不便查用2021-10-19236 6 土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)土壤的土壤的生產(chǎn)性狀生產(chǎn)性狀：指土壤質(zhì)地的差異在林業(yè)生產(chǎn)中的反應(yīng)：指土壤質(zhì)地的差異在林業(yè)生產(chǎn)中的反應(yīng)肥力狀況：肥力狀況： 植物在生長(zhǎng)過(guò)程中，土壤的水、肥、氣、熱、扎根條件以植物在生長(zhǎng)過(guò)程中，土壤的水、肥、氣、熱、扎根條件以及有無(wú)產(chǎn)生毒害物質(zhì)的協(xié)調(diào)程度；及有無(wú)產(chǎn)生毒害物質(zhì)的協(xié)調(diào)程度；耕作性狀：耕作性狀： 耕作時(shí)的難易程度、阻力大小、耕作質(zhì)量好壞以及宜耕期耕作時(shí)的難易程度、阻力大小、耕作質(zhì)量好壞以及宜耕期的長(zhǎng)短等。的長(zhǎng)短等。三、不同質(zhì)地土壤的肥力特點(diǎn)和改良利用三、不同質(zhì)地土壤的肥力

19、特點(diǎn)和改良利用( (一一) )土壤質(zhì)地與肥力的關(guān)系土壤質(zhì)地與肥力的關(guān)系2021-10-19246 6 土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì) 泛指與砂土性狀相近的一類(lèi)土壤泛指與砂土性狀相近的一類(lèi)土壤，物理粘粒含量物理粘粒含量45%，質(zhì)地細(xì)質(zhì)地細(xì)(粘重粘重)， 包括粘土以及和類(lèi)似包括粘土以及和類(lèi)似粘土性質(zhì)的重壤土和部分中壤土。粘土性質(zhì)的重壤土和部分中壤土。 2. 粘質(zhì)土粘質(zhì)土（1） 通透性差通透性差（2）保蓄性強(qiáng)）保蓄性強(qiáng)（3） 養(yǎng)分含量豐富，轉(zhuǎn)化速度慢養(yǎng)分含量豐富，轉(zhuǎn)化速度慢（4）土溫變幅?。┩翜刈兎。?） 耕性差耕性差（6） 有毒物質(zhì)多有毒物質(zhì)多（7） 發(fā)大苗不發(fā)小苗發(fā)大苗不發(fā)小苗2021-

20、10-1926 6 6 土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)砂粘比例砂粘比例6:4 主要分布于黃土高原、華北平原、松遼平原、長(zhǎng)江中下游平原、主要分布于黃土高原、華北平原、松遼平原、長(zhǎng)江中下游平原、珠江三角洲、河間平原以及河流兩岸間沖積平原。珠江三角洲、河間平原以及河流兩岸間沖積平原。3. 壤質(zhì)土壤質(zhì)土（1 ）大小孔隙比例分配較合理）大小孔隙比例分配較合理（2 ）保水保肥）保水保肥（3 ）養(yǎng)分含量充足，有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化速度快）養(yǎng)分含量充足，有機(jī)質(zhì)轉(zhuǎn)化速度快（4 ）水肥氣熱以及扎根條件協(xié)調(diào)）水肥氣熱以及扎根條件協(xié)調(diào)（5 ）耕性好）耕性好（6 ）發(fā)大苗又發(fā)小苗）發(fā)大苗又發(fā)小苗2021-10-1927 6

21、6 土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)( (二二) )土壤質(zhì)地剖面與肥力的土壤質(zhì)地剖面與肥力的關(guān)系關(guān)系 許多土壤上下層的質(zhì)地許多土壤上下層的質(zhì)地差別很大，呈現(xiàn)土壤質(zhì)地層差別很大，呈現(xiàn)土壤質(zhì)地層次性。形成原因有自然條件次性。形成原因有自然條件（沖積性母質(zhì)發(fā)育的土壤）（沖積性母質(zhì)發(fā)育的土壤）和人為耕作等（犁底層）和人為耕作等（犁底層） 質(zhì)地層次性對(duì)土壤肥力質(zhì)地層次性對(duì)土壤肥力的影響，側(cè)重在致低層次排的影響，側(cè)重在致低層次排列方式和層次厚度上，特別列方式和層次厚度上，特別是土體是土體1m1m內(nèi)的層次特點(diǎn)。內(nèi)的層次特點(diǎn)。上砂下粘：上砂下粘：膠泥底、上浸地，膠泥底、上浸地，托水又托肥托水又托肥蒙金土；

22、蒙金土；上粘下砂：上粘下砂：砂礫底、菜藍(lán)地，砂礫底、菜藍(lán)地，漏水又漏肥漏水又漏肥倒蒙金。倒蒙金。沙 性 土壤性土黏性土2021-10-1928 6 6 土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)( (三三) )不同質(zhì)地土壤的利用和改良不同質(zhì)地土壤的利用和改良1.1.各種作物對(duì)土壤質(zhì)地的要求各種作物對(duì)土壤質(zhì)地的要求( (表表6-8) 6-8) 2.2.土壤質(zhì)地改良土壤質(zhì)地改良客土法改良客土法改良 土壤粘重，透氣和透水性比較差土壤粘重，透氣和透水性比較差，作物生長(zhǎng)比較困難作物生長(zhǎng)比較困難，人為加沙。人為加沙。 深耕、深翻、人造塥深耕、深翻、人造塥 土壤質(zhì)地主要是繼承母質(zhì)的性質(zhì)，很難改變。但是，土壤質(zhì)地主

23、要是繼承母質(zhì)的性質(zhì)，很難改變。但是，質(zhì)地不是決定土壤肥力的唯一因素。質(zhì)地不是決定土壤肥力的唯一因素。 施用有機(jī)肥施用有機(jī)肥2021-10-19296 6 土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)2021-10-1930 6 6 土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)6-3 6-3 土壤結(jié)構(gòu)土壤結(jié)構(gòu)一、土壤結(jié)構(gòu)體一、土壤結(jié)構(gòu)體( (一一) )土壤結(jié)構(gòu)的概念土壤結(jié)構(gòu)的概念( (二二) )土壤結(jié)構(gòu)體分類(lèi)土壤結(jié)構(gòu)體分類(lèi)( (表表6-9)6-9)2021-10-1931 6 6 土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)2021-10-1932 6 6 土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)( (三三) )土壤結(jié)構(gòu)性

24、的評(píng)價(jià)土壤結(jié)構(gòu)性的評(píng)價(jià) 1.1.土壤結(jié)構(gòu)體的孔隙狀況孔性是土壤結(jié)構(gòu)性好劣的主要指標(biāo)。土壤結(jié)構(gòu)體的孔隙狀況孔性是土壤結(jié)構(gòu)性好劣的主要指標(biāo)。 塊狀、核狀、柱狀和片狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部致密，孔隙細(xì)小，有效水分少，空氣難以流通，塊狀、核狀、柱狀和片狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部致密，孔隙細(xì)小，有效水分少，空氣難以流通，林木根系難以穿扎；林木根系難以穿扎； 團(tuán)粒結(jié)構(gòu)是經(jīng)過(guò)多級(jí)復(fù)合團(tuán)聚而成，總孔隙度較高，團(tuán)粒內(nèi)部主要是毛管孔隙，團(tuán)粒結(jié)構(gòu)是經(jīng)過(guò)多級(jí)復(fù)合團(tuán)聚而成，總孔隙度較高，團(tuán)粒內(nèi)部主要是毛管孔隙，團(tuán)粒之間主要是空氣孔隙，大、小孔隙并存，搭配得當(dāng)。團(tuán)粒之間主要是空氣孔隙，大、小孔隙并存，搭配得當(dāng)。 從養(yǎng)分狀況看，團(tuán)粒內(nèi)部的小孔隙，有利于

25、嫌氣性微生物活動(dòng)和有機(jī)質(zhì)適當(dāng)積累，從養(yǎng)分狀況看，團(tuán)粒內(nèi)部的小孔隙，有利于嫌氣性微生物活動(dòng)和有機(jī)質(zhì)適當(dāng)積累，而團(tuán)粒之間充滿(mǎn)空氣，有利于好氣性微生物活動(dòng)，可提供必要的速效養(yǎng)分。團(tuán)粒結(jié)構(gòu)多而團(tuán)粒之間充滿(mǎn)空氣，有利于好氣性微生物活動(dòng)，可提供必要的速效養(yǎng)分。團(tuán)粒結(jié)構(gòu)多為有機(jī)、無(wú)機(jī)膠體團(tuán)聚形成，腐殖質(zhì)和養(yǎng)分含量較高，陽(yáng)離子交換量大，保肥供肥性強(qiáng)，為有機(jī)、無(wú)機(jī)膠體團(tuán)聚形成，腐殖質(zhì)和養(yǎng)分含量較高，陽(yáng)離子交換量大，保肥供肥性強(qiáng)，具有具有“小肥料庫(kù)小肥料庫(kù)”之稱(chēng)。之稱(chēng)。 從水分狀況看，當(dāng)降水或灌水時(shí)，水分可迅速進(jìn)入土壤并被毛管孔隙所保持，過(guò)多從水分狀況看，當(dāng)降水或灌水時(shí)，水分可迅速進(jìn)入土壤并被毛管孔隙所保持，過(guò)多

26、的水分則通過(guò)團(tuán)粒間的大孔隙滲入土壤下層，減少地面徑流，防止土壤沖刷。晴天，地的水分則通過(guò)團(tuán)粒間的大孔隙滲入土壤下層，減少地面徑流，防止土壤沖刷。晴天，地表團(tuán)粒失水收縮，阻斷土層中水分沿毛管孔隙上升至地表，減少水分蒸發(fā)，使土壤耐旱。表團(tuán)粒失水收縮，阻斷土層中水分沿毛管孔隙上升至地表，減少水分蒸發(fā)，使土壤耐旱。 2 2土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性 土壤結(jié)構(gòu)體的機(jī)械穩(wěn)定性越大，在耕鋤管理過(guò)土壤結(jié)構(gòu)體的機(jī)械穩(wěn)定性越大，在耕鋤管理過(guò) 程中被破壞的程度就越少。程中被破壞的程度就越少。 力穩(wěn)定性、生物穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性、團(tuán)聚性。力穩(wěn)定性、生物穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性、團(tuán)聚性。2021-10-19336 6 土壤結(jié)

27、構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)二、土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)二、土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)( (一一) )土壤團(tuán)粒的形成過(guò)程土壤團(tuán)粒的形成過(guò)程切割造型過(guò)程：切割造型過(guò)程： 根系切割根系切割 干濕交替干濕交替 凍融交替凍融交替 耕作耕作2021-10-1934 6 6 土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)明確土壤團(tuán)聚體形成的條件明確土壤團(tuán)聚體形成的條件: : 1.1.足夠的細(xì)碎土粒：足夠的細(xì)碎土粒：細(xì)小的土粒包括微團(tuán)聚體和單粒。土粒越細(xì)其粘結(jié)力越大，越有利于復(fù)粒的細(xì)小的土粒包括微團(tuán)聚體和單粒。土粒越細(xì)其粘結(jié)力越大，越有利于復(fù)粒的形成。過(guò)砂的土壤不能形成團(tuán)聚體。形成。過(guò)砂的土壤不能形成團(tuán)聚體。 2.2.膠結(jié)作用：膠結(jié)作用：指

28、土粒通過(guò)有機(jī)和礦質(zhì)膠體而結(jié)合在一起的過(guò)程。土壤中膠結(jié)物質(zhì)有兩大類(lèi)：一類(lèi)指土粒通過(guò)有機(jī)和礦質(zhì)膠體而結(jié)合在一起的過(guò)程。土壤中膠結(jié)物質(zhì)有兩大類(lèi)：一類(lèi)是有機(jī)膠結(jié)物質(zhì)。如有機(jī)質(zhì)中的多糖、胡敏酸、蛋白質(zhì)等。一類(lèi)是礦質(zhì)膠結(jié)物質(zhì)，如硅酸，含水氧化是有機(jī)膠結(jié)物質(zhì)。如有機(jī)質(zhì)中的多糖、胡敏酸、蛋白質(zhì)等。一類(lèi)是礦質(zhì)膠結(jié)物質(zhì)，如硅酸，含水氧化鐵、鋁及粘土礦物等。腐殖質(zhì)是最理想的膠結(jié)劑（主要是胡敏酸）與鈣結(jié)合形成不可逆凝聚狀態(tài)，其鐵、鋁及粘土礦物等。腐殖質(zhì)是最理想的膠結(jié)劑（主要是胡敏酸）與鈣結(jié)合形成不可逆凝聚狀態(tài)，其團(tuán)聚體疏松多孔，水穩(wěn)性強(qiáng)。含水氧化鐵、鋁、粘粒形成的團(tuán)聚體是非水穩(wěn)性團(tuán)聚體。團(tuán)聚體疏松多孔，水穩(wěn)性強(qiáng)。含水

29、氧化鐵、鋁、粘粒形成的團(tuán)聚體是非水穩(wěn)性團(tuán)聚體。 3.3.凝聚作用：凝聚作用：指土粒通過(guò)反荷離子等作用而緊固的過(guò)程。帶負(fù)電荷的土壤膠粒相互排斥呈溶膠狀指土粒通過(guò)反荷離子等作用而緊固的過(guò)程。帶負(fù)電荷的土壤膠粒相互排斥呈溶膠狀態(tài)，但在態(tài)，但在CaCa2+2+、FeFe3+3+等陽(yáng)離子的作用下，使膠粒相互靠近凝聚而形成復(fù)粒，這是形成團(tuán)聚體內(nèi)的基礎(chǔ)。等陽(yáng)離子的作用下，使膠粒相互靠近凝聚而形成復(fù)粒，這是形成團(tuán)聚體內(nèi)的基礎(chǔ)。 4.4.團(tuán)聚作用：團(tuán)聚作用：指由于各種力的作用使土粒團(tuán)聚在一起的過(guò)程。主要的外力有：植物根系及掘土動(dòng)指由于各種力的作用使土粒團(tuán)聚在一起的過(guò)程。主要的外力有：植物根系及掘土動(dòng)物。對(duì)土粒的

30、穿插、切割、擠壓而促使土塊破裂，根系、掘土動(dòng)物在土壤中的活動(dòng)，微生物、菌絲體物。對(duì)土粒的穿插、切割、擠壓而促使土塊破裂，根系、掘土動(dòng)物在土壤中的活動(dòng)，微生物、菌絲體對(duì)土粒的纏繞起到成型動(dòng)力的作用。對(duì)土粒的纏繞起到成型動(dòng)力的作用。 5.5.土壤耕作的作用：土壤耕作的作用：定時(shí)的合理耕作、中耕、耙、鎮(zhèn)壓等措施具有切碎、擠壓等作用，有利于促定時(shí)的合理耕作、中耕、耙、鎮(zhèn)壓等措施具有切碎、擠壓等作用，有利于促進(jìn)團(tuán)聚體的形成。進(jìn)團(tuán)聚體的形成。 6.6.土壤的干濕交替、凍融交替作用：土壤的干濕交替、凍融交替作用：干濕交替指土壤反復(fù)經(jīng)受干縮和濕脹的過(guò)程，凍融交替指土干濕交替指土壤反復(fù)經(jīng)受干縮和濕脹的過(guò)程，凍融

31、交替指土壤反復(fù)經(jīng)受冷凍和熱融的過(guò)程。農(nóng)民對(duì)板結(jié)的土壤常以曬垡（犁冬曬白）、凍垡來(lái)改善土壤結(jié)構(gòu)，就壤反復(fù)經(jīng)受冷凍和熱融的過(guò)程。農(nóng)民對(duì)板結(jié)的土壤常以曬垡（犁冬曬白）、凍垡來(lái)改善土壤結(jié)構(gòu)，就是這個(gè)道理。是這個(gè)道理。2021-10-1935 6 6 土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì) 農(nóng)作物秋收結(jié)束后及時(shí)進(jìn)行犁冬曬白，是一項(xiàng)重要的農(nóng)事活動(dòng)。犁冬曬白可以改良土壤農(nóng)作物秋收結(jié)束后及時(shí)進(jìn)行犁冬曬白，是一項(xiàng)重要的農(nóng)事活動(dòng)。犁冬曬白可以改良土壤結(jié)構(gòu)和理化性狀，提高土壤肥力，消滅越冬病蟲(chóng)源，為來(lái)年的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)創(chuàng)造良好的土壤條件。結(jié)構(gòu)和理化性狀，提高土壤肥力，消滅越冬病蟲(chóng)源，為來(lái)年的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)創(chuàng)造良好的土壤條件。農(nóng)諺

32、農(nóng)諺“耕田不犁冬，來(lái)年禾倉(cāng)空耕田不犁冬，來(lái)年禾倉(cāng)空”，說(shuō)的就是這個(gè)道理。為了提高犁冬的質(zhì)量和效果，進(jìn)行，說(shuō)的就是這個(gè)道理。為了提高犁冬的質(zhì)量和效果，進(jìn)行犁冬曬白時(shí)應(yīng)注意如下幾個(gè)方面：犁冬曬白時(shí)應(yīng)注意如下幾個(gè)方面： 1.1.早犁曬透。早犁冬可使土壤充分利用冬季陽(yáng)光和北風(fēng)曬透、風(fēng)化，改良土壤結(jié)構(gòu)；促早犁曬透。早犁冬可使土壤充分利用冬季陽(yáng)光和北風(fēng)曬透、風(fēng)化，改良土壤結(jié)構(gòu)；促進(jìn)土壤有益微生物更新?lián)Q代，加快有機(jī)養(yǎng)分分解，提高土壤肥力；破壞越冬蟲(chóng)生存條件，減進(jìn)土壤有益微生物更新?lián)Q代，加快有機(jī)養(yǎng)分分解，提高土壤肥力；破壞越冬蟲(chóng)生存條件，減少來(lái)年病蟲(chóng)害發(fā)生，有利于來(lái)年作物增產(chǎn)增收。一般宜在秋收結(jié)束后少來(lái)年病蟲(chóng)

33、害發(fā)生，有利于來(lái)年作物增產(chǎn)增收。一般宜在秋收結(jié)束后1010天內(nèi)，約天內(nèi)，約1111月上中旬月上中旬進(jìn)行。此時(shí)土壤濕度適中，翻犁容易，犁后泥坯完整，堆排有規(guī)律，曬白效果好。進(jìn)行。此時(shí)土壤濕度適中，翻犁容易，犁后泥坯完整，堆排有規(guī)律，曬白效果好。 2. 2.適當(dāng)犁深耕作層。耕層深厚，有利于作物根系伸展、吸水、吸肥，增強(qiáng)土壤保水保肥適當(dāng)犁深耕作層。耕層深厚，有利于作物根系伸展、吸水、吸肥，增強(qiáng)土壤保水保肥能力，從而提高作物產(chǎn)量。冬翻的深度應(yīng)視田土情況而定。土質(zhì)黏、上下層肥力較一致的可能力，從而提高作物產(chǎn)量。冬翻的深度應(yīng)視田土情況而定。土質(zhì)黏、上下層肥力較一致的可深些，反之應(yīng)淺些，一般以深些，反之應(yīng)淺

34、些，一般以15201520厘米為宜；沙石底、咸酸底不宜深耕的農(nóng)田，宜用客土入厘米為宜；沙石底、咸酸底不宜深耕的農(nóng)田，宜用客土入泥的辦法增厚耕作層。如施入塘泥、土雜肥等，能起到培肥地力的作用，效果很好。泥的辦法增厚耕作層。如施入塘泥、土雜肥等，能起到培肥地力的作用，效果很好。 3. 3.對(duì)冷浸山坑田。開(kāi)深溝排積水曬冬，可散發(fā)土壤毒性物質(zhì)，減輕禾苗坐蔸黃化的發(fā)生。對(duì)冷浸山坑田。開(kāi)深溝排積水曬冬，可散發(fā)土壤毒性物質(zhì)，減輕禾苗坐蔸黃化的發(fā)生。 2021-10-1936 6 6 土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì) 2021-10-1937 6 6 土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)( (三三) )團(tuán)

35、粒形成的微觀機(jī)制團(tuán)粒形成的微觀機(jī)制1.1.黏團(tuán)說(shuō)黏團(tuán)說(shuō) 2.2.等電凝聚說(shuō)等電凝聚說(shuō)( (略略) )(1)(1)黏團(tuán)黏團(tuán)-團(tuán)粒的基本單元團(tuán)粒的基本單元 黏團(tuán)是形成微團(tuán)粒和團(tuán)粒的基本單元。黏團(tuán)是形成微團(tuán)粒和團(tuán)粒的基本單元。 黏團(tuán)是由黏粒的定向排列和靜電引力黏團(tuán)是由黏粒的定向排列和靜電引力而形成的一種直徑小于而形成的一種直徑小于5 5m m的土體，它可細(xì)的土體，它可細(xì)分為重疊狀黏團(tuán)和內(nèi)生狀黏團(tuán)，前者的黏土分為重疊狀黏團(tuán)和內(nèi)生狀黏團(tuán)，前者的黏土片間可分開(kāi)，而后者的黏土片間由晶格相連片間可分開(kāi)，而后者的黏土片間由晶格相連不易分開(kāi)。不易分開(kāi)。 (2)(2)黏團(tuán)的形成黏團(tuán)的形成 黏團(tuán)是以片狀黏粒相互締合而

36、成的，片黏團(tuán)是以片狀黏粒相互締合而成的，片狀黏粒之間的締合方式有狀黏粒之間的締合方式有“面一面面一面”(FF)(FF)、“面一邊面一邊”(FE)(FE)和和“邊一邊邊一邊”(EE)(EE)等。有機(jī)等。有機(jī)膠體常常參與黏團(tuán)的形成，并進(jìn)一步促進(jìn)黏膠體常常參與黏團(tuán)的形成，并進(jìn)一步促進(jìn)黏團(tuán)與黏團(tuán)的團(tuán)聚。粉粒和砂粒也可通過(guò)黏團(tuán)團(tuán)與黏團(tuán)的團(tuán)聚。粉粒和砂粒也可通過(guò)黏團(tuán)和有機(jī)膠體而參與團(tuán)粒的形成。和有機(jī)膠體而參與團(tuán)粒的形成。A砂粒-有機(jī)膠體-砂粒 B砂粒-有機(jī)膠體-黏團(tuán)C黏團(tuán)-有機(jī)膠體-黏團(tuán)(C1面對(duì)面 C2邊對(duì)面 C3邊對(duì)邊)D黏團(tuán)-黏團(tuán) 邊對(duì)面 2021-10-1938 6 6 土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)土壤結(jié)構(gòu)

37、與力學(xué)性質(zhì)( (四四) )團(tuán)粒結(jié)構(gòu)在土壤肥力上的意義團(tuán)粒結(jié)構(gòu)在土壤肥力上的意義 1. 1.團(tuán)粒結(jié)構(gòu)土壤的大、小孔隙兼?zhèn)鋱F(tuán)粒結(jié)構(gòu)土壤的大、小孔隙兼?zhèn)?2. 2.團(tuán)粒結(jié)構(gòu)土壤中水、氣矛盾的解決團(tuán)粒結(jié)構(gòu)土壤中水、氣矛盾的解決 3. 3.團(tuán)粒結(jié)構(gòu)土壤的保肥與供肥協(xié)調(diào)團(tuán)粒結(jié)構(gòu)土壤的保肥與供肥協(xié)調(diào) 4. 4.團(tuán)粒結(jié)構(gòu)土壤宜于耕作團(tuán)粒結(jié)構(gòu)土壤宜于耕作 5. 5.團(tuán)粒結(jié)構(gòu)土壤具有良好的耕層構(gòu)造團(tuán)粒結(jié)構(gòu)土壤具有良好的耕層構(gòu)造三、土壤結(jié)構(gòu)改良三、土壤結(jié)構(gòu)改良 1. 1.增施有機(jī)肥料增施有機(jī)肥料 2. 2.實(shí)行合理輪作實(shí)行合理輪作 3. 3.合理的耕作、水分管理及施用石灰或石膏合理的耕作、水分管理及施用石灰或石膏

38、4. 4.土壤結(jié)構(gòu)改良劑的應(yīng)用土壤結(jié)構(gòu)改良劑的應(yīng)用 5. 5.鹽堿土電流改良鹽堿土電流改良2021-10-1939 6 6 土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì) 6-4 6-4 土壤力學(xué)性質(zhì)土壤力學(xué)性質(zhì) 土壤力學(xué)性質(zhì)土壤力學(xué)性質(zhì)(機(jī)械物理性質(zhì)機(jī)械物理性質(zhì))：當(dāng)土壤受到外力作用當(dāng)土壤受到外力作用 (如耕作如耕作) 時(shí)發(fā)生形變，時(shí)發(fā)生形變，顯示出的一系列動(dòng)力學(xué)特性，稱(chēng)為土壤的物理機(jī)械性。它是多項(xiàng)土壤動(dòng)力學(xué)性顯示出的一系列動(dòng)力學(xué)特性，稱(chēng)為土壤的物理機(jī)械性。它是多項(xiàng)土壤動(dòng)力學(xué)性質(zhì)的統(tǒng)稱(chēng)質(zhì)的統(tǒng)稱(chēng)( (土壤結(jié)持性、脹縮性、壓板和阻力等土壤結(jié)持性、脹縮性、壓板和阻力等) )。 一、土壤黏結(jié)和黏著性一、土壤黏

39、結(jié)和黏著性( (一一) )土壤黏結(jié)性土壤黏結(jié)性 原意：指同種物質(zhì)或同種分子相互吸引而黏結(jié)的性質(zhì)。在土壤中，土粒通原意：指同種物質(zhì)或同種分子相互吸引而黏結(jié)的性質(zhì)。在土壤中，土粒通過(guò)各種引力而黏結(jié)起來(lái)，稱(chēng)為土壤黏結(jié)性過(guò)各種引力而黏結(jié)起來(lái)，稱(chēng)為土壤黏結(jié)性(g/cm(g/cm2 2 或或 磅磅/ /英尺英尺2 2) )。1.1.黏結(jié)力黏結(jié)力 范德華力、庫(kù)倫力、氫鍵、化學(xué)鍵范德華力、庫(kù)倫力、氫鍵、化學(xué)鍵 水膜黏結(jié)力水膜黏結(jié)力( (表面張力表面張力):): k常數(shù)，常數(shù)，r土壤顆粒半徑，土壤顆粒半徑，是表面張力，是表面張力，液體與土壤顆粒的接觸角，液體與土壤顆粒的接觸角，d土壤顆粒之間的距離的距離。土壤顆

40、粒之間的距離的距離。2021-10-1940 6 6 土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)2.2.影響?zhàn)そY(jié)性的因素影響?zhàn)そY(jié)性的因素 (1)(1)土壤比表面土壤比表面( (單位質(zhì)量土粒所具有的總面積單位質(zhì)量土粒所具有的總面積 ) )及其影響因素及其影響因素 土壤質(zhì)地愈黏重，黏粒含量愈高土壤質(zhì)地愈黏重，黏粒含量愈高( (尤其是尤其是2:12:1型黏粒礦物，黏粒比表面型黏粒礦物，黏粒比表面大大),),其黏結(jié)性愈強(qiáng)；反之黏結(jié)力愈弱其黏結(jié)性愈強(qiáng)；反之黏結(jié)力愈弱( (砂地砂地) )。腐殖質(zhì)的黏結(jié)力比黏粒小，。腐殖質(zhì)的黏結(jié)力比黏粒小，但比砂粒大，可增強(qiáng)砂土的黏結(jié)性。但比砂粒大，可增強(qiáng)砂土的黏結(jié)性。 (2)(

41、2)土壤含水量土壤含水量 土壤含水量的多少，對(duì)黏結(jié)性的強(qiáng)土壤含水量的多少，對(duì)黏結(jié)性的強(qiáng)弱的影響很大，在適度的含水量時(shí)土壤弱的影響很大，在適度的含水量時(shí)土壤黏結(jié)性最強(qiáng)。一個(gè)完全干燥和分散的土黏結(jié)性最強(qiáng)。一個(gè)完全干燥和分散的土粒，彼此間在常壓下不表現(xiàn)出黏結(jié)力。粒，彼此間在常壓下不表現(xiàn)出黏結(jié)力。當(dāng)水膜分布均勻并在所有土粒接觸點(diǎn)上當(dāng)水膜分布均勻并在所有土粒接觸點(diǎn)上都出現(xiàn)接觸點(diǎn)水的彎月面時(shí)，黏結(jié)力達(dá)都出現(xiàn)接觸點(diǎn)水的彎月面時(shí)，黏結(jié)力達(dá)最大值。隨著含水量的增加，水膜不斷最大值。隨著含水量的增加，水膜不斷加厚加厚, ,土粒之間的距離不斷增大土粒之間的距離不斷增大, ,黏結(jié)力黏結(jié)力便愈來(lái)愈弱。便愈來(lái)愈弱。Vg

42、rs w292()2021-10-1941 6 6 土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)( (二二) )土壤黏著性土壤黏著性 土壤粘著性：土粒粘附在外物土壤粘著性：土粒粘附在外物( (農(nóng)具農(nóng)具) ) 上的性質(zhì)。上的性質(zhì)。 粘著性實(shí)際上是指土粒水外物粘著性實(shí)際上是指土粒水外物 相互吸引的性能相互吸引的性能(g/cm(g/cm2 2 或或 磅磅/ /英尺英尺2 2) )。二、土壤可塑性二、土壤可塑性 土壤可塑性：土壤在一定含水量范圍內(nèi)，可被外力造形，當(dāng)外力消失或土土壤可塑性：土壤在一定含水量范圍內(nèi)，可被外力造形，當(dāng)外力消失或土壤干燥后，仍能保持其塑形不變的性能。壤干燥后，仍能保持其塑形不變的性能。

43、( (一一) )土壤塑性的產(chǎn)生土壤塑性的產(chǎn)生 土壤塑性是片狀黏粒及其水膜造成的。土壤只有在一定含水量范圍內(nèi)才具土壤塑性是片狀黏粒及其水膜造成的。土壤只有在一定含水量范圍內(nèi)才具有塑性。完全沒(méi)有黏結(jié)性的土壤沒(méi)有塑性有塑性。完全沒(méi)有黏結(jié)性的土壤沒(méi)有塑性( (砂土砂土) )。土壤塑性的強(qiáng)弱與黏粒含量。土壤塑性的強(qiáng)弱與黏粒含量及種類(lèi)有關(guān)，及種類(lèi)有關(guān)，2:12:1型的蒙脫類(lèi)礦物的塑性強(qiáng)，而氧化鋁型的蒙脫類(lèi)礦物的塑性強(qiáng)，而氧化鋁( (鐵鐵) )膠粒幾乎無(wú)塑性。膠粒幾乎無(wú)塑性。2021-10-19426 6 土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)( (二二) )塑性指數(shù)塑性指數(shù) PLPL：土壤剛剛開(kāi)始表現(xiàn)出可塑

44、性的含水量：土壤剛剛開(kāi)始表現(xiàn)出可塑性的含水量下塑限下塑限 LL LL：土壤失去塑性，并開(kāi)始成流體流動(dòng)時(shí)的土壤含水量：土壤失去塑性，并開(kāi)始成流體流動(dòng)時(shí)的土壤含水量上塑限上塑限 PIPI：上、下塑限之間的含水量稱(chēng)為塑性范圍。其含水量差：上、下塑限之間的含水量稱(chēng)為塑性范圍。其含水量差值稱(chēng)為塑性值值稱(chēng)為塑性值( (或塑性指數(shù)或塑性指數(shù)) )。 PI = LL - PL PI = LL - PL 各種質(zhì)地土壤的塑性值各種質(zhì)地土壤的塑性值(含水量含水量) 下塑限下塑限上塑限上塑限塑性值塑性值粘粘 土土粘壤土粘壤土壤壤 土土砂壤土砂壤土砂砂 土土2330162210151004150284017271601

45、820121771217)17，塑性土，塑性土( (壤土壤土)7)71717，弱塑性土，弱塑性土( (砂壤砂壤)7)7，無(wú)塑性土，無(wú)塑性土( (砂砂)0)0( (三三) )影響土壤可塑性的因素影響土壤可塑性的因素 土壤的比表面、土壤質(zhì)地、黏土礦物土壤的比表面、土壤質(zhì)地、黏土礦物類(lèi)型、交換性離子組成、有機(jī)質(zhì)含量和組類(lèi)型、交換性離子組成、有機(jī)質(zhì)含量和組成、土壤結(jié)構(gòu)、土壤溶液組成等。成、土壤結(jié)構(gòu)、土壤溶液組成等。2021-10-1943 6 6 土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)三、土壤脹縮性三、土壤脹縮性 土壤膨脹性：黏性土由于含水量的增加而發(fā)生體積增大的性能土壤膨脹性：黏性土由于含水量的增加而

46、發(fā)生體積增大的性能 土壤收縮性：土壤水分蒸發(fā)而引起其體積減小的性能。土壤收縮性：土壤水分蒸發(fā)而引起其體積減小的性能。 兩者統(tǒng)稱(chēng)脹縮性。兩者統(tǒng)稱(chēng)脹縮性。( (一一) )土壤膨脹土壤膨脹 土體膨脹原因：黏粒的水化作用、黏性表面雙電層的形成、擴(kuò)散層增厚等土體膨脹原因：黏粒的水化作用、黏性表面雙電層的形成、擴(kuò)散層增厚等 土體膨脹分兩個(gè)階段：第一階段是干黏粒表面吸附單層水分子，土體膨脹分兩個(gè)階段：第一階段是干黏粒表面吸附單層水分子，“晶層間晶層間膨脹膨脹”或或“粒間膨脹粒間膨脹”；第二階段是由于雙電層的形成，使黏?；蚓舆M(jìn)一步；第二階段是由于雙電層的形成，使黏?；蚓舆M(jìn)一步推開(kāi)，推開(kāi)，“滲透膨脹滲透膨脹

47、”。 膨脹率膨脹率膨脹系數(shù)膨脹系數(shù)(ep) ep= V/V。=( V-V。)/V。 ep(線膨脹率)=( h-h。)/h。 膨脹力膨脹力(Pp)：土樣膨脹時(shí)產(chǎn)生的最大壓力土樣膨脹時(shí)產(chǎn)生的最大壓力(kPa) Pp=10W/A w為施加在試樣上的總平衡荷載(N)；A為試件面積(cm2)。 土壤線脹系數(shù)土壤線脹系數(shù)(COLE):(COLE):風(fēng)干土樣吸水線脹的長(zhǎng)度與原長(zhǎng)度之比。風(fēng)干土樣吸水線脹的長(zhǎng)度與原長(zhǎng)度之比。 濕土容重(Dbm) 風(fēng)干土容重(Dbd)2021-10-1944 6 6 土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)( (二二) )土壤收縮土壤收縮 土壤收縮：土壤收縮：由于土壤水分蒸發(fā)引起其容

48、積減小的過(guò)程。由于土壤水分蒸發(fā)引起其容積減小的過(guò)程。黏土收縮過(guò)程的黏土收縮過(guò)程的3 3個(gè)階段：個(gè)階段： 結(jié)構(gòu)收縮：水分飽和土壤的含水量結(jié)構(gòu)收縮：水分飽和土壤的含水量開(kāi)始減少，但土壤容積的減少小于水容積開(kāi)始減少，但土壤容積的減少小于水容積的減少；常態(tài)收縮：土壤容積的減少與的減少；常態(tài)收縮：土壤容積的減少與失水容積的減少相同；剩余收縮：此時(shí)失水容積的減少相同；剩余收縮：此時(shí)土壤容積的減少大于水容積的減少。土壤容積的減少大于水容積的減少。 黏性土的收縮性指標(biāo)可按收縮前后直黏性土的收縮性指標(biāo)可按收縮前后直線長(zhǎng)短的變化或容積大小的變化來(lái)表示：線長(zhǎng)短的變化或容積大小的變化來(lái)表示：( (線收縮和容積收縮線收

49、縮和容積收縮) )。 線縮率線縮率(L)： L。為潮濕狀態(tài)中的土樣長(zhǎng)度；L為土樣經(jīng)收縮后的長(zhǎng)度 容積收縮率容積收縮率(V): V。為收縮前的體積(cm3)；V為收縮后的體積(cm3) ( (三三) )影響土壤脹縮性的因素影響土壤脹縮性的因素( (片狀黏粒有關(guān)片狀黏粒有關(guān)) ) 陽(yáng)離子對(duì)土壤膨脹作用的次序：陽(yáng)離子對(duì)土壤膨脹作用的次序：NaNa+ +/K/K+ +CaCa2+2+；MgMg2+2+H H+ +2021-10-1945 6 6 土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)四、土壤的抗剪強(qiáng)度四、土壤的抗剪強(qiáng)度 土壤抗剪強(qiáng)度土壤抗剪強(qiáng)度(S)(S)：土壤對(duì)土粒移動(dòng)所產(chǎn)生的最大內(nèi)阻力，即土壤彼此滑

50、動(dòng)和滑越時(shí)的土壤對(duì)土粒移動(dòng)所產(chǎn)生的最大內(nèi)阻力，即土壤彼此滑動(dòng)和滑越時(shí)的阻力。阻力。 S-抗剪強(qiáng)度；P-垂直于剪切面的有效壓力；-摩擦角；tg-摩擦系數(shù)；C-土壤黏結(jié)力。 S S砂土砂土=ptg=ptg（C=0C=0） 抗剪強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度S S由黏結(jié)力由黏結(jié)力C C和內(nèi)摩擦力和內(nèi)摩擦力ptgptg兩部?jī)刹糠纸M成。砂土的抗剪強(qiáng)度等于其內(nèi)摩擦力。分組成。砂土的抗剪強(qiáng)度等于其內(nèi)摩擦力。 土壤抗剪強(qiáng)度的測(cè)定：土壤抗剪強(qiáng)度的測(cè)定： 直接測(cè)定直接測(cè)定 三軸剪切測(cè)定三軸剪切測(cè)定 DLY-3型 粗粒土三軸剪切測(cè)定儀 將土樣置于由上將土樣置于由上、下盒構(gòu)成的下盒構(gòu)成的“剪切盒剪切盒”中中，在其上加以垂直荷載，使土樣

51、在橫斷面上感受壓在其上加以垂直荷載，使土樣在橫斷面上感受壓應(yīng)力應(yīng)力P P，固定下盒固定下盒，在上盒施以水平力，則土樣在在上盒施以水平力，則土樣在位于上位于上、下盒之間的橫斷面上受到剪應(yīng)力的作用下盒之間的橫斷面上受到剪應(yīng)力的作用，當(dāng)剪應(yīng)力超過(guò)一定值當(dāng)剪應(yīng)力超過(guò)一定值S S時(shí)時(shí)，土樣便被剪斷土樣便被剪斷。這一定這一定值值S S即稱(chēng)為土壤的抗剪強(qiáng)度。即稱(chēng)為土壤的抗剪強(qiáng)度。2021-10-1946 6 6 土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)土壤結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)五、土壤壓縮與壓實(shí)五、土壤壓縮與壓實(shí)( (一一) )土壤壓縮土壤壓縮 土壤壓縮性土壤壓縮性: :在壓力作用下土壤體積減小的過(guò)程。在壓力作用下土壤體積減小的過(guò)程。

52、若以縱坐標(biāo)表示在各級(jí)壓力下試樣壓縮穩(wěn)定后的孔隙比若以縱坐標(biāo)表示在各級(jí)壓力下試樣壓縮穩(wěn)定后的孔隙比e e，以橫坐標(biāo)表示壓力，以橫坐標(biāo)表示壓力P P，可，可繪制出壓縮試驗(yàn)中孔隙比與壓力的關(guān)系曲線，稱(chēng)壓縮曲線。繪制出壓縮試驗(yàn)中孔隙比與壓力的關(guān)系曲線，稱(chēng)壓縮曲線。 e = A lgp - Ce = A lgp - C A-壓縮指數(shù)(dedlgp)；p-所施負(fù)荷和壓力；C-常數(shù)(相當(dāng)于單位負(fù)荷時(shí)的孔隙比( (二二) )土壤壓實(shí)土壤壓實(shí) 土壤壓實(shí)：土壤壓實(shí)：由于負(fù)荷或施壓而造成的土壤容重由于負(fù)荷或施壓而造成的土壤容重增加和孔隙度降低的過(guò)程。土壤容重的增加是壓實(shí)增加和孔隙度降低的過(guò)程。土壤容重的增加是壓實(shí)力和含水量的函數(shù)。力和含水量的函數(shù)。 隨含土壤含水量增加，其愈易被壓實(shí)，至土壤隨含土壤含水量增加，其愈易被壓實(shí)，至土壤最適含水量時(shí)可使土壤容重達(dá)最大值。但土壤含水最適含水量時(shí)可使土壤容重達(dá)最大值。但土壤含水量進(jìn)一步增加，則容重反而下降。在壓實(shí)曲線上的量進(jìn)一步增加，則容重反而下