У нас уже
176407
рефератов, курсовых и дипломных работ
Сделать закладку на сайт
Главная
Сделать заказ
Готовые работы
Почему именно мы?
Ценовая политика
Как оплатить?
Подбор персонала
О нас
Творчество авторов
Быстрый переход к готовым работам
Контрольные
Рефераты
Отчеты
Курсовые
Дипломы
Диссертации
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
Вход для партнеров
Регистрация
Восстановить доступ
Материал для курсовых и дипломных работ
29.04.24
Результаты оценки психологических детерминант гражданской идентичности учащихся старших классов
29.04.24
Программа формирования гражданской идентичности старшеклассников
29.04.24
Психологические основания для разработки программы формирования гражданской идентичности старшеклассников
Архив материала для курсовых и дипломных работ
Ссылки:
Счетчики:
© 2006-2022. Все права защищены.
Выполнение уникальных качественных работ - от эссе и реферата до диссертации. Заказ готовых, сдававшихся ранее работ.