Почвоведение Том 1 - Белицина Г.Д.
ISBN 5-06-001159-3
Скачать (прямая ссылка):
14.3. Реологические свойства
Одним из главных реологических свойств почв является их пластичность Пластичностью называется способность почв менять свою форму (деформироваться) под действием внешних сил (без разрывов и трещин) и сохранять полученную форму после прекращения механического воздействия Пластичность определяет консистенцию почвы — степень подвижности слагающих почву частиц под влиянием механического воздействия при различной влажности. Выделяют несколько форм консистенции:
а) твердая — почва имеет свойства твердого тела, не пластична;
б) полутвердая — переходное состояние между твердым и пластичным телом; в) вязкопластичная — почва обладает пластичностью, но не прилипает к другим телам; г) липкопластичная — почва обладает пластичностью и прилипает к другим телам; д) вязкотекучая — почва в состоянии растекаться толстым слоем; е) жидкотекучая — почва может растекаться тонким слоем. В обычных условиях для почв характерны четыре первые формы консистенции. Однако в некоторых почвах с сильным переувлажнением в отдельные периоды наблюдаются и текучие состояния. Они определяют подвижность (ползучесть) почв — способность ее в переувлажненном состоянии течь под влиянием собственной массы Текучесть почв активно проявляется в тундре, а также на склонах в зонах выклинивания грунтовых вод При этом создаются специфические солифлюкционные формы рельефа Частный случай текучести — тиксотропность, когда переувлажненные почвы приобретают текучесть при механическом воздействии и снова переходят в твердое состояние в покое Подобное явление обусловливает высокую уязвимость тундровых ландшафтов, когда даже при небольших механических воздействиях происходит сползание тиксотропных масс по водоупорам и на поверхность выходят мерзлые неплодородные грунты Определенное влияние оказывает текучесть (ползучесть) и на развитие эрозионных процессов на склонах
Условными характеристиками консистенции почв являются
К,кг/см
Рис 46 Зависимость удельного сопротивления дерново-подзолистой почвы от ее влажности (по П. У. Бахтину)
./—экспериментальная кривая 2 —
расчетная кривая
240
константы Аттерберга: I) верхний предел пластичности, или предел текучести, — массовая влажность почв, при которой стандартный конус под действием собственной массы (76 г) погружается в почвенный образец на 10 см; 2) нижний предел пластичности — граница между полутвердым и пластичным состоянием почвы — массовая влажность, при которой образец можно раскатать в жгут диаметром в 3 мм без образования разрывов и трещин; 3) число пластичности — разность между числовым выражением верхнего и нижнего пределов пластичности. Число
Таблица 46. Удельное сопротивление черноземов
Гранулометрический состав почв Число определений Варьирование влажности, % Удельное сопротивление, кг/см2
Супесчаные 94 7—22 0,30
Легкосуглинистые 152 12—22 0,33
Среднесуглинистые 190 14—23 0,36
Тяжелосуглинистые 140 15—26 0,50
Глинистые 74 16—26 0,64
пластичности показывает диапазон влажности, в котором проявляются пластичные свойства почв.
Пластичность определяется гранулометрическим составом и формой слагающих почву частиц. Пластичность глин вдвое больше пластичности суглинков и втрое больше пластичности супесей. Пески практически непластичны. Числа пластичности для них соответственно равны 35—40, 10—20, 5—10 и 0. Наибольшей пластичностью обладают набухающие частицы пластинчатой и чешуйчатой формы. При прочих равных условиях почвы, имеющие в илистой фракции монтмориллонитовые минералы, всегда будут более пластичны, чем почвы с преобладанием каолинита.
Пластичность зависит от состава поглощенных оснований, так как они определяют степень гидратации почв. Увеличение содержания солей в почвенном растворе уменьшает толщину диффузионного слоя, снижает число пластичности. Таким образом, показатели консистенции почв могут дать информацию о гидрофильности глинистой фракции, которая определяется как
Kn=W/Mc, (70)
где К — коэффициент гидрофильности; We — верхний предел В/астичности, %; Мс — содержание илистой фракции в почве,
Кроме того, Ф. Скелптоном (1953) предложен показатель коллоидной активности (КР), равный:
Кр = М/М, (71)
где Мр — нижний предел пластичности.
241
Оба эти показателя приобретают особую ценность при изучении изменений свойств почв в процессе сельскохозяйственной деятельности, так как они отражают суммарный эффект изменения их дисперсности, минералогии, степени засоления, состава обменных оснований, агрегированности, гидрофильности.
С пластичностью почв связана их вязкость — внутреннее трение, возникающее при «течении» почвы. Вязкость почв следует изучать при исследовании эрозионных процессов, а также при расчетах производственных характеристик, связанных с обработкой почв.
Липкость — свойство дисперсионных систем прилипать к поверхности различных тел. Липкость почв количественно характеризуется усилием в ньютонах, необходимым для отрыва металлической пластинки от поверхности почвы, и выражается в Н/см2. Проявляется липкость лишь во влажном состоянии, что обусловлено силами молекулярного сцепления, возникающими на границах раздела между минеральными частицами, тонким слоем воды и поверхностью соприкасающегося предмета. Таким образом, решающая роль в проявлении липкости принадлежит слабосвязанной воде, и это свойство называется адгезией, а слой воды называется адгезионным слоем.
