土壤肥力分析中土壤密度计法的探讨

土壤肥力分析中土壤密度计法的探讨

我国基础模型和标准密度计法是土木工程试验中常用的分析细粒土壤的方法之一。它主要基于中华人民共和国国家质量监督和质量监督委员会通过的《中华人民共和国行业标准》第237-1999年土壤测试条例（国家质量监督和质量监督委员会通过的《gb-t5123-1999年土壤测试方法标准》。以下是为了解释“规则”和“基准”。1合理选择和改进实验设备的操作方法1.1筛漏斗、量筒TM-85型土壤密度计;恒温水浴箱(0℃～100℃);孔径0.075mm洗筛(200目);洗筛漏斗(直径略大于洗筛);搅拌器;煮沸设备(附冷凝管);电子天平(准确至0.01g);锥形瓶;量筒(直径6.0cm±0.1cm,全容量刻度线高度35.0cm±0.1cm;容积1000mL,分度值10mL);4%浓度的六偏磷酸钠;温度计(刻度0℃～50℃,分度值0.5℃)。1.2干法土样洗盐的测定1)称取具有代表性风干土样200g～300g,用木杵碾碎后过2mm筛,求出筛上试样占土样总质量的百分比。2)用目测法(有条件的可采用电导法)检验风干土样是否需要洗盐,经检验不需要洗盐可进行下一步试验,否则须洗盐后才进行下一步试验。3)取2mm筛下土样测定风干含水率,用电子天平称取试样干质量为30g时所需的风干土质量;或取烘干土样30g倒入锥形瓶中,注水200mL,浸泡过夜。4)将锥形瓶放在煮沸设备上,连接冷凝管进行煮沸。无冷凝设备时,煮沸时如水分蒸发过快应向锥形瓶内补充水,否则煮沸分散法效果不佳(如条件允许可参照美国标准AST-MD422土粒径分析采用高速机械搅拌法,分散效果更好)。1.3研浆、洗筛、澄清1)向冷却后的悬液中加入4%浓度的六偏磷酸钠溶液10mL,对加入六偏磷酸钠后产生凝聚的土,应选用其他分散剂,如1%硅酸钠或浓度6%的双氧水。2)用带橡皮头的研杵细心研磨搅拌后,将锥形瓶内悬液及土颗粒倒入洗筛,用水将锥形瓶内土粒全部洗入洗筛。3)将洗筛略倾斜,使筛上沉淀物集中于洗筛一侧,用研杵研磨后,再用胶头滴管吸水后冲洗沉淀物,如此反复操作,直至洗下的悬液澄清为止。4)将洗筛漏斗侧壁的悬液用胶头滴管冲洗入量筒,向量筒内加纯水,使量筒内悬液达1000mL,将量筒放在恒温水浴中恒温至20℃。1.4搅拌和计数1悬液的搅拌℃后开始搅拌,用搅拌器在量筒内沿整个悬液深度上下搅拌约1min,往复各约30次,搅拌时勿使悬液溅出筒外。如条件有限可采用人工搅拌法,对量筒底部沉淀物搅拌次数应稍多一些,然后呈螺旋形上升搅拌,往复各约60次,使悬液内土粒均匀分布。2密度计热热热热热热热热热热热热培养、定位测经1min,5min,30min,120min,1440min时的密度计读数。可根据需要,增加密度计读数或缩短最后一次读数时间,每次读数时应在预定时间前大约30s将密度计小心放入,并根据前一次读数结果放在比上次读数略小的刻度处,放好后慢慢放手,切忌避免密度计上下振动,并注意读数时密度计浮泡应保持在量筒中部位置,不得贴近筒壁。2在比较试验方法和试验结果的两种方法2.1试验过程科学性和准确性提高了试验的准确性本改进方法选用TM-85型土壤密度计,可免去刻度,弯月面校正及土粒沉降距离校正值等繁琐的校正过程,既简化了试验步骤,又避免了校正过程中存在的偶然误差,提高了试验的准确性和精确度。恒温水浴的选用也是为了避免温度校正,可避免因温度计的反复测量对量筒内悬液造成扰动而降低试验的准确度。2.2通过分散作用的剂《规程》和《标准》要求将过筛悬液倒入量筒后加入分散剂,分散剂仅在密度计测试过程中发挥分散作用;而改进方法在煮沸冷却后即加入分散剂,分散剂在研磨、搅拌及密度计测试过程中皆起作用,分散剂作用时间差别较大,后者中分散剂充分发挥了分散作用。2.3研磨、冲洗效果试验和《标准》的对比《规程》和《标准》要求将冷却后的悬液倒入瓷杯中,静置约1min,将上部悬液倒入量筒。杯底沉淀物用带橡皮头研杵细心研散,加水,经搅拌后,静置约1min,再将上部悬液倒入量筒。如此反复操作,直至杯内悬液澄清为止。按照《规程》和《标准》中的操作步骤进行多次试验,发现研磨效果不好,研磨时向瓷杯中加水量难掌握,瓷杯内悬液未澄清前,量筒中悬液已达到1000mL刻度线,且研磨时间较长,既耗费试验者的精力试验效果又不好。由于细粒土未被完全洗入量筒内,造成密度计读数小于实际值。而改进后的方法研磨及冲洗效果较好,试验时间短,既节省时间,试验结果又准确可靠。表1是对同一土样分别按《规程》和《标准》中的操作方法及改进方法进行试验后,从中任意抽取的两组数据,如表1所示。从表1数据可以看出,对于细粒土,改进方法测定的小于某粒径的颗粒占试样总质量的百分含量要大一些,且颗粒直径越小,小于某粒径的颗粒占试样总质量的百分含量相差越大,说明改进方法悬液制备效果好,将土样中的细粒土充分洗入量筒,试验结果可靠度高。3试验方法的科学性针对土工试验操作方法存在的问题,提出以下建议:1)现行的《规程》和《标准》修订时要考虑试验方法的准确