Плотность почвы г см3 степень уплотнения

Плотность грунта

В таблице представлена плотность грунта в естественном залегании в размерности кг/м 3 . Плотность приведена с учетом естественной структуры грунта и природной влажности для таких грунтов, как: алевролиты, аргилиты, гравийно-галечные грунты, известняки, пески и т. д.

Грунт представляет собой разнообразные горные породы, осадки, почвы и некоторые искусственные образования и в общем случае состоит из трех фаз: твердой, жидкой и газообразной.

Фазы грунта динамически взаимодействуют. Твердые частицы грунтов состоят из породообразующих минералов. Жидкая составляющая грунта представляет собой воду, различной степени минерализации. Содержащиеся в грунте газы могут находиться как в свободном состоянии, так и растворены в воде.

Плотность грунта с учетом его естественной влажности и содержания газов представляет собой отношение массы грунта к занимаемому им объему и определяется по формуле:

где m — масса грунта;
V — объем грунта с учетом влаги и газов;
m₁, V₁, m₂, V₂, m₃, V₃ — соответственно масса и объем твердой, жидкой и газообразной фаз грунта.
Примечание: поскольку масса газообразной компоненты грунта пренебрежительно мала и не влияет на общую плотность, на практике ей можно пренебречь.

Следует отметить, что плотность грунта определяется индивидуальной плотностью слагающих его компонентов, зависит от состава грунта, его структуры и составляет величину от 700 до 3300 кг/м 3 .

К грунтам с высокой плотностью в естественном состоянии можно отнести такие грунты, как: кварциты, граниты, гнейсы, диориты, сиениты, габбро, андезиты, базальты, порфириты, трахтиты, мрамор, ангидриты, кремень.

К легким грунтам с низким показателем естественной плотности относятся: котельные шлаки, пемза, туф, торф, мягкие известняки, грунты растительного слоя.

Плотность грунтов на практике определяет различными методами. В зависимости от влажности, структуры и механических свойств грунта применяют следующие методы определения плотности:

• режущим кольцом;
• взвешиванием в воде парафинированных образцов;
• взвешиванием в нейтральной жидкости;
• пикнометрические методы.

1. Алексеев В. М., Калугин П. И. Физико-механические свойства грунтов и лабораторные методы их определения. Воронеж, гос. арх.-строит. ун-т, 2009 — 89 с.
2. ГОСТ 25100-2011 Грунты. Классификация.
3. ГОСТ 5180-84 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик.
4. Территориальные единичные расценки на строительные работы ТЕР-2001-01. Земляные работы. — СПб: ГУ «Центр мониторинга и экспертизы цен», 2008 — 293 с.
5. Юрик Я. В. Основные характеристики физико-механических свойств грунтов. Таблицы для расчета. Киев: «Будiвельник», 1976 — 216 с.

Источник

Экология СПРАВОЧНИК

Информация

Плотность почвы

Плотность почвы в естественном состоянии (ранее абсолютный вес почвы) есть масса почвы включая все ее фазы (твердую, жидкую, газообразную) в единице объема. Выражается в г/см3, кг/м3, т/м3 и определяется чаще всего буровым методом, хотя можно применять и песчаный. Образец почвы, взятый при естественной влажности, взвешивается, и ■ масса делится на объем. Плотность изменяется во времени, что связано с динамикой влажности, а также с уплотнением почвы вследствие усадки.[ . ]

Плотность (или плотность сложения) почвы — масса единицы объема абсолютно сухой почвы, взятой в естественном сложении. Выражается она в г/см3. Плотность почвы зависит от минералогического и гранулометрического составов, структуры и содержания органического вещества. Она может существенно изменяться при обработках, под уплотняющим воздействием передвигающихся машин и орудий. Наиболее рыхлой почва бывает сразу после обработки, затем постепенно уплотняется, и через некоторое время ее плотность приходит в состояние равновесия, т. е. мало изменяется (до следующей обработки).[ . ]

Плотность почв колеблется от 1,0 до 1,8 г/см3. Она зависит от механического состава, содержания органического вещества и структурного состояния почвы.[ . ]

Плотность почвы и плотность твердой фазы почвы непосредственно связаны с весом афегатов, поэтому можно ожидать наличие связи этих показателей с противоэрозионной стойкостью. Однако в опытах Ц.Е.Мирцхулавы с фунтами такой связи не было выявлено. Это объясняется тем, что наряду с изменением плотности изменились и другие свойства фунтов, оказывающие влияние на их противоэрозионную стойкость. В тех случаях, когда сохраняются прочие равные условия, четко проявляется прямая зависимость противоэрозионной стойкости почв и фунтов от их плотности (Кузнецов, 1967).[ . ]

Плотность почвы также увеличивается в иллювиальных горизонтах выщелоченных и оподзоленных черноземов, в карбонатных и солонцеватых иллювиальных горизонтах обыкновенных, южных черноземов.[ . ]

ПЛОТНОСТЬ ПОЧВЫ — отношение массы сухой почвы, взятой без нарушения ее природного сложения, к ее объему.[ . ]

Почва представляет собой сложное тело, состоящее в основном из трех фаз: твердой, жидкой и газообразной. В зависимости от того, в каком сочетании производят определение, различают три понятия: плотность твердой фазы почвы (твердая фаза) й плотность скелета, или объемная масса (твердая и газообразная фазы) йу, плотность почвы в естественном ее состоянии (твердая, жидкая и газообразная фазы) йп.[ . ]

Плотность почвы определяют тем усилием, которое нужно затратить, чтобы вскопать почву, вдавить в нее нож. Структуру горизонтов оценивают по форме и величине отдельностей.[ . ]

Плотность почвы (¿о, г/см3) характеризуется массой 1 см3 абсолютно сухой почвы в ее естественном сложении.[ . ]

От плотности почвы зависят ее водно-воздушные, тепловые и биологические свойства. С уплотнением почв уменьшается их общая пористость, ухудшается доступ влаги к растениям, снижается аэрация и скорость фильтрации воды, затрудняется распространение корней.[ . ]

Величина плотности почвы в естественном состоянии используется для расчета объема земляных работ, расчета энергетических затрат при обработке почвы.[ . ]

Увеличение плотности почвы с 1,05 до 1,35 г/см3 при отсутствии комков размером 10—30 мм приводит к снижению урожайности на 35,6 %, тогда как аналогичное уплотнение при 50%-ном содержании агрегатов размером 10—30 мм снижает урожайность на 23,4 %. В пределах оптимальных значений плотности почвы количество агрегатов указанного размера не оказывает существенного влияния на урожайность ячменя.[ . ]

Повышенная плотность почв при попеременном увлажнении и иссушении затрудняет их обработку. Установлено, что для большинства сельскохозяйственных культур оптимальное соотношение различных фаз почвы должно быть следующим: твердая — 40—46 %, жидкая — 28—32, газообразная — 26—28 %, т.е. 1,5:1:1. Отношение растений к такому строению почвы сформировалось в процессе их эволюции, и одна из главных задач земледелия состоит в создании и поддержании указанного соотношения ее физических фаз.[ . ]

Уплотнение почв ходовыми системами машинно-тракторных агрегатов. Массу единицы объема почвы в естественном состоянии называют плотностью почвы. Она характеризует взаимное расположение почвенных частиц, их «упаковку», и выражается в г/см3.[ . ]

При измерении плотности почвы с поверхности блок датчика вводят в скважину на глубину 15—20 см. При этом измеряют усредненную плотность с поверхности почвы до 30 см — Л/’ь По этому отсчету, пользуясь графиком (рис. 143, кривая 2), определяют плотность сухой почвы ненарушенного сложения .[ . ]

При созревании почвы, т.е. при достижении ею физической спелости, проводится основная обработка почвы. Пропашные хорошо отзываются на глубокую обработку, поэтому, в зависимости от условий (характера сорной растительности, глубины гумусированного слоя почвы и др.) проводится или глубокая вспашка почвы или обычная (по глубине) вспашка с почвоуглублением, или глубокое рыхление почвы (до 30-35 см) соответствующими орудиями. После вспашки перед посевом пропашных чаще ограничиваются культивацией почвы орудиями со стрельчатыми лапами на глубину заделки семян. Срок проведения обработки выбирается в зависимости от влажности и плотности почвы, наличия и степени развития сорной растительности; в связи с этими факторами может возникнуть необходимость в применении других орудий, например РВК или лущильника.[ . ]

Ранней весной, когда почва просохнет настолько, что колеса тракторов уже не оставляют колеи, проводится боронование озимых для освобождение посевов от “снежной плесени», которая состоит из остатков отмерших растений, пленки водорослей и развивающихся на них микроорганизмов, в том числе патогенных для озимых культур. Собственно болезнь «снежная плесень», внешне проявляющуюся в образовании на растениях беловатого или розоватого налета, вызывает гриб Fusarium nivale, но в практике снежной плесенью обычно называют всю образущуюся после схода снега органическую пленку. Боронованием уничтожается также часто образующаяся в это время почвенная корка. Минеральные удобрения, если они вносились, частично заделываются в почву. Боронование проводится поверхностно поперек или под углом к направлению рядков растений, чтобы меньше их повредить. При этом чаще применяют сетчатые бороны, но, в зависимости от состояния растений и плотности почвы, можно пустить и легкие зубовые бороны.[ . ]

Разрушение структуры почвы и развитие процессов уплотнения характеризуется степенью увеличения плотности почвы — важного показателя ее деградации.[ . ]

Пористость (или скважность) почвы — суммарный объем всех пор между частицами твердой фазы почвы. Ее выражают в % от общего объема почвы и вычисляют по показателям плотности почвы (¿у) и плотности твердой фазы (г/).[ . ]

Приборы и оборудование. Для определения плотности почвы используют те же приборы и оборудование, что и для определения ее строения.[ . ]

При этом надо иметь в виду, что оптимальная плотность почвы — это интегральный показатель ее физического состояния и она не является строго определенной величиной, а представляет широкий диапазон значений давлений, который для одной и той же почвы может изменяться в зависимости от вида сельскохозяйственных культур, фаз их развития, особенностей вегетационного периода.[ . ]

В случае наличия естественной радиоактивности почв вводят поправку. Для этого по каждой измеренной глубине учитывают скорость счета почвы с одним ППИ (зонд без блока источника) и полученную скорость (Л/0) вычитают из отсчета N. Истинный отсчет в почве — Л/П=Л/ —Л 0. Пользуясь заводским градуировочным графиком, определяют плотность почвы ¿у г/см3 на разных глубинах.[ . ]

Далее выясняется связь между водой и теплом: летом почва «более рыхлая и легкая, ибо солнце печет сильнее и притягивает к себе влажность из нее». Зимой же от «выпадающей из воздуха воды» почва становится влажной и, «так как влага очень тяжела, то земля уплотняется» и живет «без всяких испарений». Плотность почвы оказывает большое влияние на ее нагревание и охлаждение.[ . ]

В местах скопления буровых растворов происходит увеличение плотности твердой фазы (от 2,6 до 2,8 г/см3) и плотности почв (от 1,12 до 1,50 г/см3), что является неблагоприятным фактором для развития растений.[ . ]

Учитывая тесную связь теплофизических характеристик с влажностью (ИР) И ПЛОТНОСТЬЮ ПОЧВЫ (йу) и друг с другом (А. И. Гупалло, 1956) предложил формулы для вычисления температуропроводности (/< ), теплоемкости (Су) и теплопроводности X.[ . ]

Есть еще одна причина необычайной прозрачности воздуха пустыни. Это большая плотность почвы и высокое сцепление ее частиц. Пока почву в пустыне не начинают взрыхлять при строительстве дорог или зданий, она остается твердой и плотной. Несмотря на то что растительность пустыни (кактусы, мескито, кустарники) скудна и разбросана отдельными пятнами, частицы почвы здесь крепко связаны между собой. Почвоведы называют такую почву «мостовой пустыни».[ . ]

Живой травянистый, моховой и лишайниковый покров чувствительно реагирует на влажность почвы, характер гумуса, азотный режим, но не всего почвенного профиля, а преимущественно самых верхних почвенных горизонтов. Там, где специфические особенности верхних горизонтов почвы являются хорошими показателями особенностей всей почвенной толщи, используемой деревьями,— покров оказывает большие услуги при классификации древостоев. Там же, где характер верхних горизонтов почвы резко отличается от глубже лежащих, или там, где на нестойких растениях живого покрова сказалось: влияние огня при пожарах или огневой очистке, влияние заготовки и трелевки леса, а также пастьбы скота, изменение степени сомкнутости леса, уничтожение подлеска, резкое изменение плотности почвы в районах массового посещения леса человеком,— значение живого покрова как одного из показателей типа леса значительно ослабляется или совершенно утрачивается.[ . ]

Такой коэффициент уплотнения представляет собой отношение твердости нарушенной при лесозаготовке почвы к твердости целинной, ненарушенной почвы на одной и той же глубине. Рассматриваемая шкала имеет преимущество перед другими, т.к. в ней имеются количественные придержки, Однако, на наш взгляд, количественные придержки для каждой степени изменения, за исключением неизмененной, т.е. ненарушенной, приняты условно. Известно, что от плотности почвы (г/см3) в значительной мере зависят воздушный и тепловой режимы. Поэтому более полно можно было оценить изменения физических почв под влиянием лесозаготовительной техники, используя коэффициент уплотнения, вычисленный не по показателям твердости, а по плотности почв (г/см3).[ . ]

Самые простые из них — весовые методы, которые исходя из требований РД 39-0147098-015-90 используют при определении плотности почвы и фитомассы растений (как показателя биопродуктивности). Они предполагают высушивание почвенного или растительного материала в сушильном шкафу и, следовательно, не могут быть реализованы вне лаборатории. Эти методы вполне доступны отраслевым лабораториям на объектах добычи нефти.[ . ]

Кроме того, жидкие буровые отходы при попадании их в почву плохо смешиваются в ней, образуя крупные глинистые комки, обладающие высокой вязкостью и липкостью. При высыхании они не разрушаются, в результате чего резко ухудшается агрономическая ценность почвенной структуры. В местах скопления буровых растворов происходит увеличение плотности твердой фазы (от 2,6 до 2,8 г/см3) и плотности почв (от 1,12 до 1,50 г/см3), что является неблагоприятным фактором для развития растений [21 ].[ . ]

В полевых условиях им можно воспользоваться для определения объемной восприимчивости непосредственно в разрезе. В лаборатории воздушно-сухую почву измельчают в ступке и просеивают через сито с отверстиями диаметром 1 мм. Образец почвы помещают в коробку объемом 100—150 см3 из немагнитного материала. Почву взвешивают (рд), затем вычисляют плотность почвы в коробке dv, равную (V — объем, занятый почвой).[ . ]

Суммарное водопотребление и коэффициент водопотреб-ления для сельскохозяйственных культур можно рассчитать по результатам динамических определений влажности и плотности почвы. Для этого на изучаемых вариантах выделяют не менее двух площадок размером 2X2 м, яа одной возделывают изучаемые в опыте растения, на другой растения отсутствуют. Чистые площадки необходимы для разделения суммарного водопотребления на испарение физическое и транспирацию. В полевых опытах в условиях производства для характеристики водо-обеспеченности растений можно отказаться от чистых .площадок. На выделенных площадках через определенный промежуток времени определяют влажность и пла -ность почвы до глубины 100 см в каждом 10-сантиметр -¡вом слое, причем наблюдения эти сопровождаются учетом количества выпавших осадков. Для сокращения рас-•четов в дальнейшем определяют средние значения влажности и плотности почвы в слоях 0—30; 30—50 и 50— .100 см. Кроме того, для расчета запаса продуктивной ■ доступной растениям) влаги необходимо установить максимальную гигроскопичность почвы.[ . ]

Система зяблевой (позднелетне-осенней) обработки включает в себя послеуборочную обработку (иногда только ею и ограничивается), а также приемы, преследующие цели борьбы с сорняками, создание благоприятных условий для накопления влаги в почве (кроме районов избыточного увлажнения), и, если весной не предусматривается проведения основной обработки, создание оптимальной плотности почвы для развития последующей культуры. Эти цели осуществляются проведением поверхностных и мелких обработок (боронование, культивация, лущение), а также основных обработок почвы (вспашка, глубокое рыхление, чизелевание).[ . ]

Низкий уровень характеризуется при применении зональной агротехники постоянно более низкими средними урожаями. Под критическим уровнем содержания гумуса понимают такое его количество, при котором существенно ухудшаются агрономические свойства почвы и ее способность противостоять агрогенным нагрузкам. При этом плотность почвы, ее структурное состояние, физико-механические свойства пахотного слоя приближаются к свойствам почвообразующих пород.[ . ]

Контрольно-транспортное устройство — КТУ состоит из контейнера — цилиндра со свинцовым экраном внутри, который защищает оператора от ионизирующего излучения. Контейнер имеет две ручки, используемые для намотки кабеля, переноски прибора и в качестве подставки при горизонтальном расположении ППИ-1 для измерения плотности почвы с поверхности. Контейнер снабжен шкалой-индикатором глубины погружения, внутри его имеется зажим для фиксации (закрепления) ППИ-1. КТУ ППГР-1 аналогично КТУ ВПГР-1.[ . ]

Существует много методов измерения уровня почвенной поверхности. Наиболее широко применяемый (в силу своей простоты и доступности) — метод микронивелирования. Он заключается в устройстве на исследуемой площадке жестко фиксированных опор, на которые, по мере наступления сроков измерений, устанавливают на постоянной высоте от поверхности почвы металлическую рейку, по которой свободно перемещается тележка с прикрепленной к ней мерной иглой. Мерная игла снабжена нониусом и позволяет измерять вертикальную координату точки на поверхности почвы с точностью до 0,1 мм. Горизонтальную координату определяют с точностью до 1 мм (по линейке, укрепленной на направляющей рейке). Строго говоря, метод микронивелирования в указанной прописи позволяет построить только лишь профиль поверхности, а не саму поверхность. Имея два профиля поверхности почвы, полученные в одном створе в разное время, можно определить слой почвы, который утрачен вследствие эрозии за это время. Метод пригоден для работы с почвой в состоянии, близком к равновесному, при котором плотность почвы приблизилась к некоторой постоянной для данного угодья и сезона величине. В случае рыхлой почвы возможны ошибки в определении величины смыва, обусловленные усадкой почвы. Метод микронивелирования применяют при изучении всех видов эрозии.[ . ]

В засушливых районах Заволжья, Западной Сибири эффективны кулисные пары, способствующие увеличению запасов продуктивной влаги в метровом слое до 50 мм и более (Шульгин). Непроизводительные потери влаги на физическое испарение существенно уменьшаются при проведении весеннего боронования полей, а также при рыхлении поверхностных горизонтов почвы после дождей, предупреждающих образование корки. Послепосевное прикатывание почвы изменяет плотность поверхностного слоя пахотного горизонта по сравнению с остальной его массой. Разность плотностей почвы обусловливает капиллярный подток влаги из нижележащего слоя и помогает возникновению конденсации водяных паров воздуха. Применение минеральных и органических удобрений способствует более экономичному использованию влаги; водопотребление в расчете на 100 кг зерна снижается в среднем на 26 % (Листопадов, Шапошникова).[ . ]

Источник