- Vienības
- Augsnes tilpuma blīvums
- Acīmredzamais blīvums atbilstoši tekstūrai
- Acīmredzamais blīvums atkarībā no dziļuma
- Kā izmērīt šķietamo blīvumu?
- Vingrinājums atrisināts
- Risinājums
- Risinājums b
- Risinājums c
- Risinājums d
- Risinājums e
- Risinājums f
- Atsauces
Parauga šķietamo blīvumu definē kā koeficientu starp tā masu un nemainīto tilpumu, kas ietver visas atstarpes vai poras, ko tas satur. Ja šajās telpās ir gaiss, šķietamais blīvums ρ b vai tilpuma blīvums ir:
ρ b = masa / tilpums = daļiņu masa + gaisa masa / daļiņu tilpums + gaisa tilpums
1. attēls. Augsņu raksturošanai ir ļoti svarīgi tilpuma blīvums. Avots: Wikimedia Commons.
Aprēķinot augsnes parauga kopējo blīvumu, tas iepriekš jāžāvē krāsnī 105 ° C temperatūrā, līdz masa ir nemainīga, norādot, ka viss gaiss ir iztvaikojis.
Saskaņā ar šo definīciju šķietamo augsnes blīvumu vai sauso blīvumu aprēķina šādi:
ρ s = cieto elementu svars / cietā tilpums + poru tilpums
Apzīmējot kā M s sauso svaru vai masu un V t = V s + V p kā kopējo tilpumu, formula ir šāda:
ρ s = M s / V t
Vienības
Tilpuma blīvuma vienības Starptautiskajā vienību sistēmā ir kg / m 3 . Tomēr plaši izmanto arī citas vienības, piemēram, g / cm 3 un megagramus / kubikmetru: Mg / m 3 .
Šķietamā blīvuma jēdziens ir ļoti noderīgs, ja runa ir par neviendabīgiem un porainiem materiāliem, piemēram, augsnēm, jo tas, starp citām īpašībām, norāda arī uz to notekas un aerācijas spēju.
Piemēram, slikti porainām augsnēm ir augsts tilpuma blīvums, tās ir kompaktas un atšķirībā no porainām augsnēm parasti viegli laistās.
Ja parauga porās ir ūdens vai cits šķidrums, tilpums pēc žāvēšanas samazinās, tāpēc, veicot aprēķinus, jāzina sākotnējā ūdens proporcija (skat. Atrisināto piemēru).
Augsnes tilpuma blīvums
Materiālu šķietamais blīvums kopumā, ieskaitot augsni, ir ļoti mainīgs, jo ir tādi faktori kā sablīvēšanās pakāpe, organisko vielu klātbūtne, to tekstūra, struktūra, dziļums un citi, kas ietekmē formu un formu. poru atstarpes daudzums.
Augsnes definē kā neviendabīgu neorganisko vielu, organisko vielu, gaisa un ūdens maisījumu. Tās var būt smalkas, vidējas vai rupjas pēc konsistences, savukārt sastāvdaļu daļiņas var sakārtot dažādos veidos, kas ir parametrs, kas pazīstams kā struktūra.
Smalkām, labi strukturētām augsnēm, kurās ir augsts organisko vielu procents, šķietamā blīvuma vērtības parasti ir zemas. Tieši pretēji, biezām augsnēm ar mazākām organiskām vielām un nelielu struktūru ir lielākas vērtības.
Acīmredzamais blīvums atbilstoši tekstūrai
Pēc tā struktūras šķietamajam blīvumam ir šādas vērtības:
| Tekstūra | Acīmredzamais blīvums (g / cm 3 ) |
|---|---|
| Labi | 1,00 - 1,30 |
| Mediāna | 1.30 - 1.50 |
| Bruto | 1,50 - 1,70 |
Šīs vērtības kalpo kā vispārīga atsauce. Kūdrā augsnē, kurā ir daudz augu atlieku, šķietamais blīvums var būt tikai 0,25 g / cm 3 , ja tā ir vulkāniska minerālaugsne, tā ir aptuveni 0,85 g / cm 3 , savukārt ļoti sablīvētā augsnē tā sasniedz 1,90 g / cm 3. cm 3 .
Acīmredzamais blīvums atkarībā no dziļuma
Šķietamā blīvuma vērtība palielinās arī līdz ar dziļumu, jo augsne parasti ir vairāk sablīvēta un tajā ir mazāks organisko vielu procents.
Apkārtnes interjeru veido horizontāli slāņi vai slāņi, ko sauc par horizontu. Horizontam ir atšķirīga faktūra, sastāvs un blīvējums. Tāpēc tie parāda atšķirības šķietamā blīvuma ziņā.
2. attēls. Augsnes profils, kurā parādīti dažādi horizonti. Avots: Wikimedia Commons.
Augsnes izpēte balstās uz tās profilu, kuru veido dažādi horizonti, kas seko viens otram sakārtotā vertikālā veidā.
Kā izmērīt šķietamo blīvumu?
Tā kā tilpuma blīvums ir ļoti atšķirīgs, to bieži mēra tieši, izmantojot dažādas procedūras.
Vienkāršākā metode ir parauga iegūšana no augsnes, tajā mazliet ievietojot ar zināma tilpuma kosmosa metāla cilindru un pārliecinoties, ka augsne nav sablīvēta. Izņemtais paraugs ir noslēgts, lai izvairītos no mitruma zuduma vai raksturlielumu izmaiņām.
Tad laboratorijā paraugu ekstrahē, nosver un pēc tam ievieto krāsnī 105 ° C temperatūrā, lai nožūtu 24 stundas.
Lai arī tas ir vienkāršākais veids, kā atrast augsnes sauso blīvumu, tas nav visieteicamākais augsnēm ar ļoti vaļīgām faktūrām vai akmeņu pilnām.
Šim nolūkam ir vēlama bedrītes rakšanas un iegūtās zemes saglabāšanas metode, kas būs paraugs, lai nožūtu. Parauga tilpumu nosaka, ielejot sausā smiltī vai ūdenī izraktajā caurumā.
Jebkurā gadījumā no parauga ir iespējams noteikt ļoti interesantas augsnes īpašības, lai to raksturotu. Šajā atrisinātajā vingrinājumā ir aprakstīts, kā to izdarīt.
Vingrinājums atrisināts
No parauga cilindra tiek ņemts māla paraugs ar garumu 100 mm, kura iekšējais diametrs ir arī 100 mm. Nosverot, tika iegūta 1531 g masa, kas pēc nožūšanas tika samazināta līdz 1178 g. Daļiņu īpatnējais smagums ir 2,75. Tiek lūgts aprēķināt:
a) parauga tilpuma blīvums
b) Mitruma saturs
c) tukšuma attiecība
d) Sausais blīvums
e) piesātinājuma pakāpe
f) Gaisa saturs
Risinājums
Neizmainīts tilpums V t ir parauga sākotnējais tilpums. Balonam ar diametru D un augstumu h tilpums ir:
V cilindrs = V t = Area of bāze x augstums = πD 2 /4 = π x (100 x 10 -3 m) 2 x 100 x 10 -3 m / 4 = 0,000785 m 3
Paziņojumā teikts, ka parauga masa ir M s = 1531 g, tāpēc saskaņā ar vienādojumu, kas dots sākumā:
ρ b = M s / V t = 1531 g / 0,000785 m 3 = 1950 319 g / m 3 = 1,95 Mg / m 3
Risinājums b
Tā kā mums ir sākotnējā un sausā masa, parauga ūdens masa ir šo divu atšķirība:
M ūdens = 1531 g - 1178 g = 353 g
Mitruma procentuālo daudzumu paraugā aprēķina šādi:
% Mitrums = ( ūdens / Ms masa ) x 100% = (353 g / 1178 g) = 29. 97%
Risinājums c
Lai atrastu tukšumu attiecību, kopējo parauga tilpumu V t jāsadala šādi :
V t = V daļiņas + poru tilpums
Daļiņu aizņemto tilpumu iegūst no sausās masas un īpatnējā svara, dati iegūti no paziņojuma. Īpatnējais smagums s g ir koeficients starp materiāla blīvumu un ūdens blīvumu standarta apstākļos, tāpēc materiāla blīvums ir:
ρ = s g x ρ ūdens = 2,75 x 1 g / cm 3 = 2,75 g / cm 3
ρ = M s / V s → V s = 1,178 g / 2,75 g / cm 3 = 0,428 cm 3 = 0,000428 m 3
Tukšumu tilpums paraugā ir V v = V t - V s = 0,000785 m 3 - 0,000428 m 3 = 0,000357 m 3 .
Tukšuma attiecība e ir:
e = V v / V s = 0,000357 m 3 / 0,000428 m 3 = 0,83
Risinājums d
Parauga sauso blīvumu aprēķina, kā norādīts ievadā:
ρ s = cieto elementu svars / cietās vielas daudzums + poru tilpums = 1178 g / 0,000785 m 3 = 1,5 Mg / m 3
Risinājums e
Piesātinājuma pakāpe ir S = (V ūdens / V v ) x 100%. Tā kā mēs zinām ūdens masu paraugā, kas aprēķināta b) apakšpunktā, un tā blīvumu, tā tilpumu aprēķina tūlīt:
ρ ūdens = M ūdens / V ūdens → V ūdens = 353 g / 1 g / cm 3 = 353 cm 3 = 0,000353 m 3
No otras puses, tukšumu apjoms tika aprēķināts c) postenī
S = (0,000353 m 3 / 0,000357 m 3 ) x 100% = 98,9%
Risinājums f
Visbeidzot, procentuālais gaisa saturs ir A = (V gaiss / V t ) x 100%. Gaisa tilpums atbilst:
V v - V ūdens = 0,000357 m 3 - 0,000353 m 3 = 0,000004 m 3
A = (V gaiss / V t ) x 100% = (0,000004 m 3 / 0,000785 m 3 ) x100% = 0,51%
Atsauces
- Berijs, P. Augsnes mehānika. Makgreiva kalns.
- Constrummatics. Acīmredzamais blīvums. Atgūts no: construmatica.com.
- NRCS. Augsnes tilpuma blīvums. Atgūts no: nrcs.usda.gov.
- UNAM. Edafoloģijas nodaļa. Augsnes fizikas analītisko procedūru rokasgrāmata. Atgūts no: geologia.unam.mx.
- Wikipedia. Tilpuma blīvums. Atgūts no: en.wikipedia.org.
- Wikipedia. Stāvs. Atgūts no: en.wikipedia.org.