У нас уже 176407 рефератов, курсовых и дипломных работ
Заказать диплом, курсовую, диссертацию


Быстрый переход к готовым работам

Мнение посетителей:

Понравилось
Не понравилось





Книга жалоб
и предложений

 





Название Определение физико—механических свойств почв и грунтов методом зондирования клиновидным индентером при охране земель
Количество страниц 190
ВУЗ МГИУ
Год сдачи 2010
Бесплатно Скачать 24642.doc 
Содержание Содержание
ВВЕДЕНИЕ... 5

1 ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ НАРУ -ШЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ КАК ОБЪЕКТОВ РЕКУЛЬТИВАЦИИ, ПРИРОДНЫХ БИОГЕОХИМИЧЕСКИХ БАРЬЕРОВ... 12

1.1 Почва как объект исследования в мелиорации, рекультивации и при охране земель... 12

1.2 Физико-механические свойства почв и грунтов, оборудование и мето-

ды их изучения... 17

1.3 Анализ методов испытаний почв и грунтов для мониторинга нарушенных и мелиорируемых земель ... 22

1.3.1 Метод испытания почв и грунтов с постоянной скоростью нагру-жения. Цикличность скорости деформации...:... 22

1.3.2 Метод испытания почв и грунтов с постоянной скоростью деформации. Цикличность изменения силовой реакции грунта... 26

1.3.3 Метод пенетрационных испытаний почв и грунтов... 32

1.4 Способы и средства оперативного контроля за состоянием мелиорируемых, рекультивируемых и охраняемых земель... 43

1.4.1 Контроль структурности почвы... 43

1.4.2 Контроль влажности почвы... 45

1.4.3 Контроль прочностных и деформационных свойств почвы... 45

1.5 Выводы, цель и задачи исследования, рабочая гипотеза... 48

2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДОВ ПЕНЕТРАЦИИ ПОЧВЫ И ГРУНТА ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЗА СОСТОЯНИЕМ МЕЛИОРИРУЕМЫХ, РЕКУЛЬТИВИРУЕМЫХ И ОХРАНЯЕМЫХ ЗЕМЕЛЬ, МОНИТОРИНГА НАРУШЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ... 50

2.1 Метод пенетрации грунта с постоянной скоростью внедрения клиновидного наконечника... 50

3

2.1.1 Выбор скорости внедрения наконечника... 50

2.1.2 Выбор шага регистрации силовой реакции грунта... 51

2.1.3 Обоснование параметров лабораторной модели пенетрации... 52

2.1.4 Сопротивление глинистого грунта пенетрации... 53

2.2 Метод пенетрации почвы и грунта с постоянной скоростью нагруже-

ния клиновидного наконечника... 67

2.2.1 Методика испытания образцов... 67

2.2.2 Результаты испытаний почв природной структуры... 68

2.2.3 Результаты испытаний почв заданной структуры... 72

2.3 Обработка результатов лабораторных испытаний почв и грунтов пе-нетрацией... 78

2.3.1 Расчет скорости изменения силовой реакции и работы деформации почвы и грунта... 78

2.3.2 Расчет изменения силовой реакции, приращения деформации и работы деформации по циклам... 84

3 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФЕНОМЕНОЛОГИЧЕ -СКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОЧВ И ГРУНТОВ... 92

3.1 Определение модуля деформации... 92

3.2 Определение предельного сопротивления сдвигу... 97

3.3 Определение удельной энергии разрушения... 101

4 ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЧВЫ НА ОСНОВЕ ОЦЕН -

КИ РАБОТЫ ДЕФОРМАЦИИ... 105

4.1 Расчеты интегральных значений работы деформации... 105

4.2 Уменьшение сопротивления клину при увеличении влажности почвы. 113

4.3 Связь числа циклов деформации с физическими свойствами почвы... 116

5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ МЕТОДИКИ ОПЕРАТИВНОГО КОНТРОЛЯ ЗА СОСТОЯНИЕМ ЗЕМЕЛЬ... 123

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ... 127

4

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ

СВОЙСТВ ПОЧВ И ГРУНТОВ ПРИ ОХРАНЕ ЗЕМЕЛЬ... 130

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ... 134

Приложение А Установка для лабораторных испытаний грунтов и почв

УСГ-А... 147

Приложение Б Установка для лабораторных испытаний грунтов и почв

С-1... 151

Приложение В Результаты лабораторных испытаний грунтов методом пе- нетрации с постоянной скоростью внедрения клиновидного наконечника.. 154 Приложение Г Результаты лабораторных испытаний почв методом пенет-

рации с постоянной скоростью нагружения клиновидного наконечника... 165

Приложение Д Определение угла поворота клина при погружении в грунт

или почву... 175

Приложение Е Расчеты модуля упругости, предельного сопротивления сдвигу, удельной работы трещинообразования испытанных образцов почв 178 Приложение Ж Результаты внедрения работы... 190

Введение



ВВЕДЕНИЕ

Около 6 млн. га высокопродуктивных сельскохозяйственных земель в России выбыло из оборота только во влагообеспеченных зонах. Еще больше потери продуктивной пашни в зонах недостаточного увлажнения. Катастрофическое снижение плодородия почв объясняется нерациональным применением новых технологий, энергетических средств технологических машин и агрегатов разрушающе воздействующих на почву и усиливающих водную и ветровую эрозию [44]. Обработка почв приводит к изменению механической прочности почвенных агрегатов, закономерно убывающей с возрастанием длительности их сельскохозяйственного использования (прочность сухих агрегатов 41...49 кПа) [70]. Причинами, по которым почвы выбывают из оборота, являются не только отвод земель под гражданское и промышленное строительство, но также потери их продуктивности, связанные с переуплотнением и переувлажнением почв, т.е. с изменением их физико-механических свойств. Так, например, при пере- уплотнении почв до 1,4 -1,5 г/см3 наблюдается снижение урожайности в 1,5-2 раза, а при плотности почв выше 1,6-1,7 г/см3 развитие растений практически прекращается [44]. В России 70% пашни (60% товарного зерна) находится в зоне недостаточного и неустойчивого увлажнения. В этой зоне с 1 га пашни теряется 230 м3 влаги. Установлено, что сокращение потерь влаги на 10% может увеличить производство зерна на 30 - 50 млн. тонн. При переувлажнении почв урожайность снижается в основном из-за «замокания» посевов, образования на поверхности «блюдцев». Применение в этих случаях разуплотнителя почв по-зволяет повысить урожайность зерновых культур до 10%, картофеля до 30% [44]. В обоих случаях: как повышенное испарение влаги из нижних горизонтов почв, так и не прохождение осадков в нижние горизонты почвы связаны с нарушением физико-механических свойств почв.

Проблемами регулирования водного и связанных с ним воздушного, питательного и теплового режимов почв занимается наука—мелиорация (от ла -

б тинского melioratio — улучшение). К мелиорации относятся: осушение и

орошение почвы, регулирование рек и поверхностного стока вод, укрепление сыпучих песков и оврагов, улучшение химических свойств почвы (известкование кислых и гипсование засоленных), агролесомелиорация [44]. Смежными с мелиорацией областями науки являются рекультивация и охрана земель.

Рекультивация — это восстановление продуктивности нарушенных земель в результате открытого и отчасти закрытого способа добычи полезных ископаемых. Нарушенные земли делятся на две группы: земли с насыпанным грун-

* том (промышленные отходы, отвалы подземных горных разработок); земли,

разрушенные в результате изъятия грунта, торфа (карьеры, выработанные торфяные месторождения, отвалы при открытых г.орных работах, провалы на месте подземных разработок). Рекультивация земель состоит из двух этапов: горнотехнического (придание территории формы, пригодной для ее использования, путем планировки отвалов; возвращение плодородного грунта) и биологического (восстановление нарушенных земель путем выращивания древесных или

г сельскохозяйственных культур) [9].

Охрана почв - система мероприятий по предотвращению разрушения, загрязнения, вторичного засоления, а также непроизводительного использования почвы. Основными факторами, вызывающими разрушение почвы, являются водная эрозия, дефляция, а также загрязнение почвы патогенными микроорганизмами, средствами химизации (гербициды, пестициды, минеральные удобрения), тяжелыми металлами, нефтепродуктами, шлаками. Основные способы охраны - очистка и утилизация стоков, промывка почв и организация правильного режима орошения [9].

Все эти три области наук объединяет необходимость после выполнения работ проводить оценку качества их выполнения, включающую оценку физико-механических свойств почв.

Изучение закономерных соотношений между почвой и средой ее формирования в их взаимодействии и развитии называют экологией почв. Изучение

7

закономерностей напряженно- деформированного состояния

почвенно-грунтовых тел необходимо для решения прикладных задач сельского хозяйства, дорожного строительства, строительства зданий и сооружений [50; 84]. Основная проблема инженерных изысканий в этом случае состоит в несоответствии друг другу деформационных и прочностных характеристик почв и грунтов, полученных разными методами [46].

Испытаниям почвенно-грунтовых тел лабораторными методами присущи недостатки: небольшие размеры образцов почв и грунта не дают представления *> о свойствах грунтовой толщи, поэтому отбирают большое количество проб, что

увеличивает стоимость и длительность испытаний. Прочность почвенных агрегатов определяется, в настоящее время, путем испытания на одноосное сжатие образца правильной геометрической формы (цилиндра или призмы) или путем разрушения отдельных агрегатов фракций 3...5 мм и 5...7 мм, что требует отделения пробы от массива почвы, следовательно, снижается достоверность определения прочности.

ш Существующие методы и технические средства не в полной мере отвеча-

ла

ют современным требованиям. Менее трудоемкие и более производительные методы, как полевые, так и лабораторные, не дают достоверных результатов и используются только в комплексе со штамповыми испытаниями. Это усложняет их технологию и не дает гарантий достоверности [46]. Учитывая большие размеры пашни, необходимо развивать полевые экспресс-методы, дающие большие массивы надежной информации о свойствах почвы как мощного биогеохимического барьера в заданный момент и об изменении свойств во времени. Барьерные свойства тесно связаны со структурой почвы, важно в процессе мониторинга определить направление деградации почвы [92].

Поэтому новым и перспективным шагом в исследовании эволюции и свойств нарушенных земель является определение инвариантных характеристик почвы и почвообразующих пород на уровне микроструктуры при зондиро-

8

вании (пенетрации) для контроля за состоянием природных компонентов агроландшафта [64].

Актуальность темы. Серьезным сдерживающим фактором в получении высоких урожаев сельскохозяйственных культур является развитие деградаци-онных процессов в агроландшафтах. Под деградацией агроландшафта понимается устойчивое ухудшение параметров его основных компонентов, в частности, физико-механических свойств орошаемых земель, и как следствие, снижение продуктивного потенциала и средообразующей функции [38].

** Одной из главных причин обесструктуривания почв является их переуп-

лотнение, возникающее из-за широкого использования энергонагруженной сельскохозяйственной техники и грубого нарушения поливных режимов сельскохозяйственных культур. В результате этого деградируются почвы, ухудшаются их физико-механические и водно-воздушные свойства, что ведет к резкому снижению их плодородия. Исследования [18; 41] показывают, что при одинаковой поливной норме более частый полив сильнее разрушает структуру

( почвы (практически земледелие ведется на бесструктурных почвах), увеличи-

вается плотность сложения пахотного и подпахотного слоя (плужная подошва). Это снижает водопроницаемость, затрудняет рост корней и ведет к падению урожайности. По данным 2001 года в РФ насчитывается около 10 млн. га обрабатываемых земель с переуплотненными почвами, требующих проведения агромелиоративных мероприятий. Ежегодно эта площадь возрастает на 100 тыс. га. Развитие мониторинга среды обитания направлено на решение прикладных задач по рациональному использованию и сохранению природных ресурсов, оптимизации и устойчивому функционированию агроландшафтов [64].

Актуальность проведения систематических наблюдений (мониторинг) за состоянием мелиорируемых, рекультивируемых и охраняемых земель, в частности, за параметрами физико-механических свойств почв, не вызывает сомнений. Однако часто эти параметры трудно измеримы [19], поэтому разработка

9

нового метода определения физико- механических свойств почв, как объектов рекультивации и биогеохимических барьеров, является актуальной задачей.

Определение механических характеристик нарушенных земель in situ часто проводится с помощью зондов с коническими наконечниками, внедряемых в почву с поверхности массива [48; 50; 80], позволяющими определить ее «лобовое» сопротивление острию и трение по боковой поверхности [10; 57]. Плоский или клиновидный наконечник позволяет определить модуль общей

^ деформации не только грунта, но и почвы. Зондирование конусом производится

параллельно с испытанием почвенно-грунтовых тел штампом и лабораторными определениями характеристик физических свойств, что значительно снижает эффективность зондирования [48]. Пенетрация почв и грунтов клиновидным индентером повышает эффективность зондирования за счет увеличения информативности.

Существующие методы определения прочности почвенных агрегатов

~ требуют отделения пробы от массива почвы, что снижает достоверность опре-

деления прочности. Мониторинг земель с помощью пенетрации позволяет оперативно отслеживать изменения прочности и структурности почв и, соответственно, изменения их барьерных свойств, тем самым, решая задачу экологии почв. Пенетрация клином дает результаты, достаточно чувствительные к степени водонасыщенности почвы, что позволяет определить положение гидрохимического барьера, препятствующего смыканию капиллярной каймы с пахотным слоем, а измерение степени водонасыщенности позволяет оценивать и отсле-живать изменение состояния почвы в зоне аэрации, где вода находится в капиллярно-подвешенном состоянии, что чрезвычайно важно для предотвращения вторичного засоления почв.

Цель исследований - разработка методики пенетрации почв клиновидным индентером для оперативной оценки свойств и мониторинга нарушенных земель при их мелиорации, рекультивации и охране.

10

Объектами исследования являются черноземы обыкновенные, суглинки пылеватые и гумусированные.

Предметом исследования является установление взаимосвязи параметров пенетрации с микроагрегатным составом, физическими и механическими характеристиками черноземов обыкновенных и суглинистых почв.

Научная новизна работы состоит в следующем:

- впервые предложено и научно обосновано применение клиновидного к индентера для определения комплекса физико-механических характеристик

почв, позволяющего оперативно отслеживать изменения их прочности, структурности, барьерных свойств, влияющих на устойчивое функционирование аг-роландшафтов;

- научно обосновано измерение характеристик почв, ранее не определявшихся при пенетрации: показателя структурности, модуля упругости, энергии трещинообразования, предельного сопротивления сдвигу, направления анизо-

,. тропии прочности;

- впервые установлено циклическое изменение сопротивления почвы и грунта внедрению пенетрометра с клиновидным наконечником.

Практическая значимость работы:

- предлагаемая методика позволяет вести контроль состояния почв и грунтов in situ, сохраняя их естественную структуру, сокращая трудоемкость и длительность единичного испытания, что позволяет сделать испытания более достоверными и массовыми, по сравнению с аналогами;

- предлагаемые метод и техническое средство дают большее число измеряемых параметров для оперативной оценки свойств и мониторинга нарушенных земель: показателя структурности, модуля упругости, энергии трещинообразования, предельного сопротивления сдвигу, направления анизотропии прочности;

11

- предлагаемый метод контроля и исследования свойств

нарушенных земель является чувствительным к изменениям микроструктуры при деградации почв (ее силовым и энергетическим параметрам), что повышает его надежность и оперативность, по сравнению с аналогами.

Апробация результатов исследования. Основные положения диссертации докладывались, демонстрировались и обсуждались на: Международных конференциях молодых ученых и студентов «Актуальные проблемы современной науки» в 2000 г., 2001 г. и 2003 г. (г.Самара); Международной научно-

^ практической конференции в 2002 г. (г. Пенза); Всероссийской научно-

практической конференции в 2002 г. (г. Вологда); Международном Форуме по проблемам науки, техники и образования в 2001г., 2002 г. (г. Москва); семинаре аспирантов АДФ КубГТУ в 2002 г. (г.Краснодар); заседании кафедры кадастра и геоинженерии КубГТУ в 2004 г. (г.Краснодар); научных семинарах КГАУ в 2004 г. и 2005 г. (г. Краснодар).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 9 печат-

/ ных работ (статей - 7, тезисы докладов-2).

Защищаемые положения. На защиту выносятся:

— предложенная методика пенетрации почв клиновидным индентером с малой скоростью и на малых перемещениях, позволяющая увеличить число определяемых характеристик физико-механических свойств почв, по сравнению с известными методиками;

- требования к конструкции и режимам работы технического средства, методу полевого контроля состояния почвы, почвообразующих пород для опе-ративнои оценки свойств и мониторинга нарушенных земель;

— математическая модель реакции клиновидного индентера, алгоритм расчета характеристик физико-механических свойств черноземов обыкновенных и суглинистых почв по результатам пенетрации.

12

1 ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ НАРУШЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ КАК ОБЪЕКТОВ РЕКУЛЬТИВАЦИИ, ПРИРОДНЫХ БИОГЕОХИМИЧЕСКИХ БАРЬЕРОВ

1.1 Почва как объект исследования в мелиорации, рекультивации и при охране земель

!** Физико-механические свойства почв в мелиорации, рекультивации и при

охране земель востребованы при проектировании машин для культуртехниче-ских работ: корчевателей, собирателей, кустарниково-болотных, трехъярусных плугов для солонцовых и подзолистых почв, а также при проектировании машин для строительства и эксплуатации гидромелиоративных систем. К ним относятся: землеройные машины общего назначения (бульдозеры, грейдеры, многоковшовые экскаваторы, каналокопатели), машины для кротового внутрипоч-

,. венного орошения и осушения [39].

Многие из этих машин используются также и при строительстве объектов промышленного и гражданского строительства, в дорожном строительстве. Физико-механические свойства используются и в механике грунтов при расчетах оснований и фундаментов.

Почва — это поверхностный слой земной коры, несущий на себе растительный покров суши и обладающий плодородием. Он формируется и непрерывно изменяется под воздействием воды, воздуха, живых организмов и других факторов, является компонентом биоценозов и основным средством производства в сельском хозяйстве [54].

Почва представляет многокомпонентную систему, включающую совокупность твердой, жидкой, газовой и живой (микроорганизмы) составляющих. Почва образует гетерогенную физически и химически активную динамическую систему с постоянно изменяющимся термодинамическим равновесием [14].

13

Почва, как активно функционирующее органо-минеральное тело, является мощным биогеохимическим барьером [19].

В структурной почве твердые частицы объединены в комочки, пронизанные капиллярными порами. Между комочками имеются более крупные промежутки — гравитационные пустоты. Эти пустоты и капиллярные поры заполнены водой и воздухом. Чем больше в почве воды, тем меньше воздуха и наоборот. От соотношения в почве воды и воздуха зависят ее технологические свойства. ^ Под последними понимаются те физические свойства, которые влияют на зако-

номерности и характер протекания технологических процессов ее механической обработки [39]. Твердая составляющая состоит главным образом из минеральных частиц (до 90%), но содержит и органические вещества, включающие гумус, растительные остатки (корни и стебли растений), а также живые организмы растительного и животного происхождения. Жидкая составляющая включает в себя воду и растворы различных веществ в ней, которые и обеспе-, чивают питание растений через корни. Газообразная составляющая представле-

на воздухом, содержащим пары воды, углекислый газ, метан и другие газы.

Твердую составляющую часть почвы характеризуют по механическому (гранулометрическому) составу и структуре. Механическим составом называют относительное содержание в почве первичных частиц и их агрегатов (механических элементов) различных размеров [39; 81].

В мелиорации, рекультивации и при охране земель для исследования состава и строения почв проводится комплекс экспериментальных исследований, включающий гранулометрический и микроагрегатный анализы [12; 14; 37].

Содержащиеся в почве элементарные частицы в зависимости от их размеров по классификации проф. Н.А. Качинского [37] подразделяются на следующие фракции: крупнее 3 мм - камни; 3...1 мм - гравий; 1..Д5 мм - песок крупный; 0,5...0,25 мм — песок средний; 0,25...0,05 мм — песок мелкий; 0,05...0,01 мм — пыль крупная (лессовидная фракция); 0,01...0,005 мм— пыль

14

средняя; 0,005...0,001 мм - пыль мелкая; 0,001-ил; 0,001...0,0005 мм-ил глинистый; 0,0005...0,0001 мм - ил коллоидный; меньше 0,0001 мм — коллоиды [14]. Кроме того, обычно частицы крупнее 1 мм называют почвенным скелетом, а менее 1 мм — мелкоземом.

Гранулометрический анализ почвы проводится одним из следующих методом: просеивания на ситах; отмучивания; пипеточным или ареометрическим методом, подробно изложенным в работе [12]. Методика проведения микроагрегатного анализа изложена Н.А. Качинским [37], который предусматривает две операции: подготовку образца почвы к анализу и количественное определение фракций микроагрегатов с определением степени агрегативности, факторов структурности и дисперсности [14; 37].

Важнейшей характеристикой твердой составляющей части почвы является ее структурность. Ее основной элемент - структурная отдельность, агрегат, комок, состоящий из первичных частиц (механических элементов), соединенных в результате коагуляции коллоидов, склеивания, слипания в агрегат второ- го, третьего и более высокого порядка. По размерам структурные агрегаты под-разделяются на микроструктурные (< 0,25 мм), макроструктурные -(0,25... 10 мм) и мегаструктурные (>10 мм). Для оценки качества структуры почвы применяют коэффициент структурности — отношение массы агрегатов размером 0,25...7 мм к массе остальной части почвы. Агрегаты менее 1 мм считаются эрозионно-опасными [12; 39].

Почвенные агрегаты (по В.Р. Вильямсу) оцениваются по двум свойствам: связности и прочности. Связность — способность агрегата противостоять меха-ническому воздействию, под прочностью (водопрочностью) понимается способность противостоять размывающему действию воды. Агрегаты размером 1...3 мм имеют наибольшую связность и водопрочность [13]. Одной из важнейших составляющих частей почвенных агрегатов является органическое вещество. В основном оно представлено перегноем (гумусом) и многочисленными микроорганизмами.

15

Гумус — это продукт переработки микроорганизмами органических остатков отмерших растений и животных. Его содержание в почве колеблется от 1 до 12%. Он содержит все элементы питания, которые становятся доступными растениям после разложения (минерализации) гумуса микроорганизмами и способствует образованию структурных агрегатов, повышению связности легких почв и уменьшению связности тяжелых.

Микроорганизмы — наиболее энергичная и подвижная часть почвы, иг-^ рающая важную роль в питании растений и процессах почвообразования. Мас-

са микробов, содержащихся на 1 га, достигает 5...7 т, а годовая их масса (с учетом смены нескольких поколений) 15...20 т/га [39; 54].

Различают следующие виды сложения почв: бесструктурные песчаные, состоящие из первичных частиц не связанных между собой из-за отсутствия коллоидов (раздельно-частичные); с когерентной (сплошной) структурой глинистые, в которых коллоиды соединяют частицы в единую связную массу; с аг-. регатной структурой, имеющие различную прочность связей.

Оптимальный водный, воздушный и пищевой режим для роста и развития растений обеспечивается в структурной почве. Благодаря высокой водопроницаемости в ней отсутствует поверхностный сток, а, следовательно, и водная эрозия [13; 39].

В то же время мелкие капиллярные поры и крупные межагрегатные пространства в зависимости от их заполнения водой или воздухом обеспечивают анаэробные или аэробные процессы разложения органического вещества, обеспечивающие образование стойких органических соединений (типа компоста) или образование минеральных соединений. В этих условиях органическое вещество используется наиболее экономно.

Основными физическими характеристиками твердой составляющей части почвы являются плотность скелета, плотность твердой составляющей части почвы и влажность.

16

Жидкая компонента почвы влияет на эффективное плодородие почвы, протекающие процессы и технологические свойства при ее механической обработке. Так как корни растений могут усваивать питательные вещества только в растворенном в воде виде, то при недостаточности влаги растения голодают, снижается интенсивность микробиологических процессов и в конечном итоге наблюдается недобор продукции.

При обработке переувлажненных почв рабочие органы мелиоративных 1 ' машин залипают, разрушаются (размазываются) структурные агрегаты, а при

обработке пересушенных почв образуются крупные глыбы и пылевидные фракции, а также повреждаются структурные агрегаты.

При оптимальной влажности (физической спелости почв) структурные почвы легко и хорошо крошатся, на обработку почв расходуется минимальное количество энергии [39].

«Физическая спелость» почвы в зависимости от ее механического соста-ф ва наступает при относительной влажности 40...70%, что соответствует абсо-

лютной влажности 15.. .30%.

Газовая компонента почвы может находиться в свободном или защемленном состояниях. Почвенный воздух, расположенный в крупных межагрегатных пустотах может сообщаться с атмосферным. Газообмен между ними обусловлен диффузией, изменением температуры почвы и барометрического давления. Почвенный воздух, расположенный в мелких капиллярах, нередко находится в защемленном состоянии, т.е. закупорен твердыми частицами или водой [39].

Эта компонента почвы, в отличие от практически несжимаемых твердой составляющей и воды, может переходить в защемленное состояние при сжатии почвы под действием движущихся рабочих органов почвообрабатывающих машин и оказывать существенное влияние на крошение почвы.

го

17

1.2 Физико-механические свойства почв и грунтов, оборудование и методы их изучения

К основным физико-механическим свойствам почв и грунтов в мелиорации и механике грунтов относят: деформационные свойства - модули упругости, сдвига, объемного сжатия; коэффициенты поперечного расширения, внешнего трения; сопротивление сдвигу; коэффициенты сдвига и сцепления почвы; твердость; сопротивление разрыву и трещиностоикость; реологические и динамические показатели почв [14]. Если к ним добавить фрикционные свойства и липкость, то эта совокупность будет характеризовать технологические свойства почвы, существенно влияющие на закономерности и характер протекания ее механической обработки сельскохозяйственными и мелиоративными машинами.

Вопросу экспериментального изучения и теоретического осмысления х физико-механических свойств почвообразующих пород и почвы, как активно

функционирующего органо-минерального тела, компонента агроландшафтов, уделено большое внимание. Этими вопросами занимались как зарубежные, так и отечественные ученые: К. Терцаги, Д. Тейлор, П. А. Ребиндер, М.Е. Харр, В.Р. Вильяме, Н.А. Цытович, М.Н. Гольдштейн, В.Г. Березанцев, С.С. Вялое, Е.М. Сергеев, Н.Б. Урьев, В.В. Докучаев, П.А. Костычев, С.С. Неуструев, П.С. Коссович, Доспехов, А.Н. Костяков, К.К. Гедройц, Д.Н. Прянишников, Л.В. Кирейчева, Н.Н. Дубенок, Л.И. Прасолов, В.А. Ковда, О.Г. Растворова, СВ. Нерпин, А.Ф. Чудновский, В.И. Осипов, А.Ф. Вадюнина, Н.А. Качинский, З.А. Корчагина, В.Ф. Разоренов, А.Н. Зеленин, Б.И. Кулачкин, В.А. Волосухин, Ю.А. Свистунов, П.А. Ляшенко, В.А. Русанов, К.Ш. Шадунц, А.И. Голованов, Ю.А Мажайский, Ф.И. Козловский, К.Г. Моисеев, ИМ. Габбасова и другие. Знание прочностных свойств позволяет решать вопросы снижения энергоемкости мелиоративных и сельскохозяйственных машин, рассчитывать и проекти-

Список литературы
Цена, в рублях:

(при оплате в другой валюте, пересчет по курсу центрального банка на день оплаты)		 1425
Скачать бесплатно 24642.doc 





Найти готовую работу


ЗАКАЗАТЬ

Обратная связь:


Связаться

Доставка любой диссертации из России и Украины

Вход для партнеров

Регистрация

Восстановить доступ

Материал для курсовых и дипломных работ


Ссылки:

Выполнение и продажа диссертаций, бесплатный каталог статей и авторефератов

Счетчики:

Besucherzahler
счетчик посещений

© 2006-2022. Все права защищены.
Выполнение уникальных качественных работ - от эссе и реферата до диссертации. Заказ готовых, сдававшихся ранее работ.