Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Гранулометричний склад ґрунтоутворюючих порід і ґрунтів

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 8Следующая ⇒

План засвоєння і викладу матеріалу:

1. Поняття про гранулометричний склад і фракції механічних елементів.

2. Класифікація ґрунтів за гранулометричним складом.

3. Методи визначення гранулометричного складу ґрунтів.

4. Вплив гранулометричного складу на властивості ґрунту і його родючість.

1. Поняття про гранулометричний склад і фракції механічних елементів

Гірські породи при своєму перетворенні в ґрунт зазнавали в процесі вивітрювання як хімічних, так і механічних змін. Будь-яка ґрунтоутворююча порода розпадається на окремі зерна чи уламки різних діаметрів – до декількох мікронів і мілімікронів.

Ґрунт, що утворився на певній материнській породі, також складається з механічних часток таких же розмірів і форми. Ґрунт є не тільки багатофазною, але й полідисперсною системою.

Його тверда фаза складається з часток різного діаметра і у різних ґрунтів співвідношення цих часток різне, що надалі й визначає властивості ґрунту.

Уміст у ґрунті часток різної крупності, що виражається у відсотках називається гранулометричним складом. Частки визначеного діаметра називаються механічними елементами. Усі механічні елементи, близькі за розмірами, об'єднують у фракції, а саме: кам'яниста частина ґрунту, пісок, пил, мул, колоїди.

Фізична глина – ∑ сума частки d<0,01 мм (пил середній, дрібний; мул, колоїди).

Крім того виділяють дрібнозем – сума часток менше< 1 мм і ґрунтовий кістяк – більше> 1 мм.

Окремі групи механічних елементів по різному впливають на властивості ґрунту. Це пояснюється різним мінералогічним і хімічним складом механічних елементів і різними їх фізичними і фізико-хімічними властивостями.

Камені і гравій представлені переважно уламками гірських порід і, рідше, окремими мінералами.

У групі піску і пилу переважають первинні мінерали (кварц, польові шпати, слюди та ін.). Їхні фракції поверхнево пасивні.

Мул, поряд з первинними мінералами, містить значну кількість вторинних мінералів і гумусу.

Головна роль у фізико-хімічних процесах, що відбуваються у ґрунтах, належить мулистій фракції, особливо її колоїдній частині. Вона має велике значення в утворенні ґрунтової родючості: в ній зосереджений максимальний вміст гумусу та елементів зольного й азотного живлення рослин. Колоїдна частина цієї фракції служить головним цементом ґрунтової структури.

Чим дрібніші частки, з яких складається ґрунт, тим багатший і різноманітніший його хімічний склад і чим більший розмір часток, тим більший вміст SiO₂, рис. 4.1.:

d		SiO₂
	R₂O₃ оксиди різних елементів вміст, %

Рис.4.1. Залежність вмісту SiO₂ від діаметра часток.

Отже, зі зменшенням розміру механічних елементів зменшується вміст кремнезему і збільшується вміст півтораоксидів алюмінію, заліза, а також кальцію, магнію.

Тому ґрунти і породи, в залежності від вмісту в них тих чи інших груп механічних елементів, будуть мати неоднакові властивості.

2. Класифікація ґрунтів за гранулометричним складом

Для зручності класифікації ґрунтів за гранулометричним складом усі механічні елементи поєднують у дві групи:

- фізичний пісок – частки діаметром більше>0,01 мм (кам'яниста частина, пісок і пил великий);

- фізична глина – частки діаметром менше<0,01 мм.

У залежності від кількісного співвідношення фізичного піску і фізичної глини встановлюється остаточний гранулометричний склад. Тому виділяють ґрунти:

- піщані: пухко зв'язані, пухкі; зв'я зан і;

- супіщані;

- суглинні;

- глинисті: легкоглинисті; середньоглинисті; важкоглинисті.

Гранулометричний склад порід і ґрунтів відіграє велику роль у ґрунтоутворенні та родючості ґрунтів. Вивченням його займалися такі видатні вчені як М.М. Сибірцев, В.Р. Вільямс, М.А.Качинський, М.М. Годлін.

3. Методи визначення гранулометричного складу ґрунтів

Гранулометричний склад визначається за допомогою механічного (гранулометричного) аналізу. Існує багато методів аналізу. Найрозповсюдженішим методом визначення гранулометричного складу є метод піпетки. Він базується на законі Стокса, який свідчить про те, що частки різних діаметрів будуть осідати з різною швидкістю.

де: V – швидкість падіння часток у воді, см /сек;

q – прискорення сили тяжіння 9,81 см /сек²;

r – радіус частки;

d₁, d₀ – щільність ґрунту і рідини, тобто води

(2,65 і 1,0 г/см³);

η – в'язкість води г/см/се к, що залежить від її

температури.

При визначенні гранулометричного складу ґрунту застосовують також ситовий метод, центрифугування, відвіювання, польовий метод. Це пов'язано з мінералогічним складом ґрунтів і порід. У великих механічних фракціях переважають такі первинні мінерали як кварц, польові шпати з високим вмістом кремнезему. У тонких механічних фракціях містяться вторинні глинисті мінерали з низьким вмістом кремнезему, високим вмістом півтораоксидів, магнію і калію, та завжди з високим умістом хімічно зв'язаної води.

4. Вплив гранулометричного складу на властивості ґрунту і його родючість

Від гранулометричного складу ґрунтоутворюючих порід і ґрунтів, у значній мірі, залежить інтенсивність багатьох ґрунтоутворюючих процесів, а саме: нагромадження, перетворення і переміщення речовин як органічного, так і мінерального походження. Тому в тих самих природних умовах на породах різного гранулометричного складу формуються ґрунти з різними властивостями.

Від гранулометричного складу ґрунту залежать фізичні, фізико-механічні і водні властивості: пористість, вологоємність, водопроникність, водопідйомна здатність, структурність, повітряний і тепловий режими. З ним пов'язаний, також, уміст у ґрунті зольних елементів і азоту, які є необхідними для живлення рослин.

Отже, знання гранулометричного складу дозволяє якоюсь мірою характеризувати властивості ґрунтів і їхню родючість.

Ґрунти легкого гранулометричного складу (піщані й супіщані) мають наступні властивості:

· -- – вони безструктурні, слабовологоємні, бідні гумусом, азотом та іншими елементами живлення;

· ++ – сприятливі повітряний і тепловий режими, легко піддаються обробітку, мають високу водопроникність та коефіцієнт фільтрації.

Ґрунти важкого гранулометричного складу (суглинні й глинисті), мають наступні властивості:

· -- – погана водопроникність і водовіддача, низька аерація, поганий повітряний і тепловий режими, великий опір при проведенні меліоративних робіт і обробітку;

· ++ – висока вологоємність і водоутримуюча здатність, високий вміст гумусу і поживних речовин для рослин.

У безструктурному стані важкі ґрунти легко запливають, утворюють кірку, що ускладнює проникнення для води й повітря, повітряний і тепловий режими в них несприятливі.

Оптимальні властивості ґрунту формуються, коли він має суглинний гранулометричний склад.

Усі ґрунти підзолистого типу ґрунтоутворення (ґрунти лісотайгової зони) мають піщаний та супіщаний гранулометричний склад.

Глинистий гранулометричний склад – болотно-глеєві, алювіальні ґрунти річкових долин, у деяких випадках - чорноземи і каштанові.

Суглинний гранулометричний склад – чорноземи, сірі лісові і каштанові ґрунти. Крім гранулометричного складу ґрунтів і порід розрізняють ще й агрегатний склад.

Мікроагрегатний склад

Під мікроагрегатним складом розуміють здатність ґрунту склеюватися в агрегати діаметром менше 0,25 мм. Агрегати можна об'єднати у фракції за розмірами. Уміст кожної фракції в ґрунті визначає його агрегатний склад.

Мікроагрегатний склад визначається шляхом руйнування агрегатів соляною кислотою. Агрегати склеюються за допомогою Са й утворення СаСО₃. Існує коефіцієнт дисперсності, що характеризує здатність ґрунту утворювати агрегати:

де: К – коефіцієнт дисперсності;

а – вміст мулу, отриманий при аналізі

мікроагрегатного складу ґрунтів;

в – кількість мулу, отримана при гранулометричному аналізі ґрунтів.

Високий коефіцієнт дисперсності мають ґрунти, що містять наступні фракції: пил дрібний, мул, колоїди.

Чим вищий коефіцієнт дисперсності, тим більше розпилений ґрунт і тим гірші його агрономічні властивості.

Склеюванню окремих мінеральних зерняток і утворенню агрегатів сприяє наявність мулистої фракції, тобто часток дрібніших 0,001 мм. Тому при агрегатному аналізі вони майже всі цілком виявляються в більших фракціях. Ці агрегати водостійкі й при зволоженні зберігаються в ґрунті, не розпадаючись на складові елементарні частинки.

Агрегатний склад впливає на всі властивості ґрунту (теплові, водні, повітряні, фізико-хімічні та біохімічні), забезпеченість рослин елементами живлення і на рівень родючості в цілому.

У такий спосіб можна відзначити, що між мінералогічним, гранулометричним і хімічним складом існує визначена залежність, а саме: чим важчі порода й ґрунт за гранулометричним складом, тим менше в ній первинних і тим більше вторинних мінералів; і тим нижчий вміст кремнезему і вищий вміст хімічно-зв'язаної води й оксидів Al, Fe, K і Mg.

Лекція 5.

⇐ Предыдущая 1 2 345 6 7 8 Следующая ⇒