土壤物理机械性质
土壤的物理机械性质
粘着性大小，以粘着强度（ N/cm2 ）表示。
第一节
土壤的结持性
1．影响土壤粘着性大小的因素
（1）土壤含水量：含水少时，粘着性小，含水增多，粘着 性增大。随土壤水分进一步增加，水膜加厚，吸水力减小， 粘着强度降低。当含水量增多至土壤成流体状态时，粘着性 消失。 （2）土壤质地：土粒越细，粘着性越强。 （3）农机具材料的性质：农机具所用材料的亲水性，直接 影响土壤的粘着强度。亲水性强，易粘着，反之不易粘着。 （木料易粘着，塑料不易粘着） （4）土壤有机质含量、结构性：有机质多、结构性好的土 壤，粘着性低。
力。
第一节
土壤的结持性
3．土壤粘结性与土壤耕作的关系
粘结力大，耕作时易形成大土块，即使经 耙耱也会形成小于0.25mm的团聚体，破 坏土壤结构。 粘结力增加农机具对土壤作用的阻力和附 着力。
第一节
土壤的结持性
二、土壤的粘着性
土壤的粘着性：土壤粘附于其它物体的性质称土壤
的粘着性。 粘着性是土粒－水－外物分子间相互作用的结果。
第一节
土壤的结持性
三、土壤的可塑性
土壤在外力作用下，能塑造成任意形状而不破裂，并 在去掉外力以后仍能保持新形状的性质，称土壤塑性。
塑性仅在一定含水量范围才能表现出来。
干土无塑性，随土壤含水量增加 至土粒表面 形成一薄层水膜时 因水膜张力作用使土粒粘结在 一起 当外力大于水膜的张力时 土粒相互滑动 使土体变形。外力消失时，土粒仍被水膜粘结力保持 在土体变形后的位置上 土壤就表现出塑性。
第一节
土壤的结持性
塑性下限（塑限） ：土壤开始出现塑性时的最 小含水量。
塑性上限（液限或流限）：土壤能够保持塑性 的最大含水量。 塑性指数：塑性上限与塑性下限之差。它反映 土壤塑性的强弱。
土壤物理性质(四)
土壤物理性质（四）(五)土壤力学性质与耕性土壤受外力作用(如耕作)时，显示出一系列动力学特性．统称土壤力学性质(又称物理机械性)。
主要包括黏结性、黏着性和塑性等。
耕性是上壤在耕作时所表现的综合性状，如耕作的难易，耕作质量的好坏，宜耕期的长短等。
土壤耕性是土壤力学性质的综合反映。
1．土壤黏结性和黏着性 (1)概念土壤黏结性是土粒与土粒之间因为分子引力而互相黏结在一起的性质。
这种性质使土壤具有反抗外力破裂的能力，是耕作阻力产生的主要缘由。
干燥土壤中，黏结性主要由土粒本身的分子引力引起。
而在潮湿时，因为土壤中含有水分，土粒与土粒的黏结经常是通过水膜为媒介的，所以事实上它是土粒-水膜-土粒之间的黏结作用。
同时，粗土粒可以通过细土粒(黏粒和胶粒)为媒介而黏结在一起，甚至通过各种化学胶结剂为媒介而黏结。
土壤黏结性的强弱，可用单位面积上的黏结力(g/cm2)来表示。
土壤的黏结力，包括不同来源和土粒本身的内在力。
有范德华力、库仑力以及水膜的表面张力等物理引力，有氢键的作用，还往往有如化学胶结剂(腐殖质、多糖胶和等)的胶结作用等化学键能的参加。
土壤黏着性是土壤在一定含水量范围内，土粒黏附在外物(农具)上的性质，即土粒-水-外物互相吸引的性能。
上壤黏着力大小仍以g/cm2等表示。
土壤开头展现豁着性时的最小含水量称为黏着点；上壤丧失黏着性时的最大含水量，称为脱黏点。
(2)结性与瓤着性的影响因素土壤赫结性和载着性均发生于土粒表面，同属表面现象，其影响因素相同，主要有土壤比表面大小和含水量凹凸两个方面。
1)土壤比表面及其影响因素土壤质地、黍占粒矿物种类和交换性阳离子组成，以及土壤团圆化程度等。
都是影响土壤黏结性和黏着性离子大小的因素。
土壤质地愈黏重，黏粒含量愈高，尤其是2:1型黏粒矿物含量高，交换性钠在交换性阳离子中占的比例大，而使土粒高度簇拥等，则黏结性与黏着性增加；反之，土粒团圆化降低了彼此间的接触面，所以有团粒结构的土壤就整体来说黏结力与黏着性削弱。
第九章土壤的物理机械性和耕性
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(三) 土壤的位移阻力 土壤的位移阻力，主要(zhǔyào)是外物破碎土
壤时遇 到的阻力，常用抗剪强度来表示。
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测定(cèdìng)土壤的抗剪强度
将土样置于剪切盒中，施加垂直压力，使 土样在横断面上感受压应力(yìnglì)P0。固定下盒， 在 上盒上施以水平力S，土样在上下盒的交界面 上受到剪应力(yìnglì)的作用。当剪应力(yìnglì)超 过一定值 时，土块便被剪断，这时的剪应力(yìnglì)称为土 壤的 抗剪强度。
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土壤胶粒表面多带负电荷，如果吸引了周围的 阳离子，都带有正电荷，仍是互相排斥的，只有 (zhǐyǒu)当排斥力小于分子之间的范德华力时，胶粒 才能互相吸引。
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4、水膜的表面张力 当土壤中含有一定水分(shuǐfèn)的时候，
在土粒与土粒的接触点上，水膜相互连接，而 形成凹形的曲面，借表面张力的作用，可使相 邻的土粒互相靠近。
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5、浓浆结持状态 土壤呈浓浆状，可在重力作用下流动，没有
(méi yǒu)
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(一) 1、定义
土壤的抗压性，是指土壤对挤压力的反应， 其衡量(héng liáng)的指标是土壤的坚实度。
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土壤坚实度有两种表示方法： 一是用压缩(yā suō)每单位容积土壤所需的力表 示 ( 单位：公斤/厘米3) ；
四、土壤的可塑性(soil plastcity) (一) 概念
土壤在一定含水量范围内，在外力作用下 可以任意改变形状，当外力取消，土壤干燥后， 仍能保持所获得(huòdé)的形状，这种性质称为
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(二) 产生塑性的原因 土壤中的粘粒是薄片状的，彼此间有很大
小结土壤知识点总结
小结土壤知识点总结一、土壤的形成土壤的形成是一个长期的过程，受地质、气候、植被、陆地利用和微生物等因素的影响。
在土壤形成的过程中，岩石会受到风化、侵蚀和分解的作用，生成土壤颗粒。
同时，有机质的积累和生物活动也会对土壤的形成起到重要作用。
不同的地质条件和气候环境会形成不同类型的土壤，如砂质土壤、粘土壤、壤土等。
二、土壤的物理特性1. 土壤的质地土壤的质地是指土壤中各种颗粒的数量和比例。
一般来说，砂质土壤通透性较好，排水性较强；粘土壤含有较多的粘粒，保水性较好，但通透性差；壤土则是砂和粘的混合物，具有较好的通透性和保水性。
2. 土壤的结构土壤的结构指的是土壤颗粒之间的排列方式和相互连接的程度。
良好的土壤结构有助于土壤的通气、排水和根系的生长。
土壤结构分为状结构、粒结构和块状结构等。
3. 土壤的孔隙度土壤的孔隙度是指土壤中的空气和水所占的比例。
孔隙度的大小对土壤的透气性、排水性和水分存留量有着重要的影响。
4. 土壤的密度土壤的密度是指单位体积的土壤中所含的颗粒的重量。
密度大小对土壤的排水性、保水性和通气性有一定的影响。
5. 土壤的色泽土壤的色泽反映了土壤中有机质、氧化铁和其他矿物质的含量。
不同颜色的土壤具有不同的特性，如黑色的土壤含有较多的有机质，红色的土壤含有氧化铁等。
三、土壤的化学特性1. 土壤的酸碱性土壤的酸碱性对植物的生长和土壤中的微生物有着重要的影响。
酸性土壤会对植物的养分吸收和根系生长产生负面影响，而碱性土壤则会影响土壤中元素的溶解和养分的供应。
2. 土壤的养分土壤中的养分包括氮、磷、钾等必需元素，这些元素对植物的生长和发育至关重要。
土壤的养分含量会影响植物的生长状况和产量。
3. 土壤的有机质土壤中的有机质是由植物和动物残体、粪便等有机物质分解而成。
有机质对土壤的保水、供养养分、促进微生物生长和改善土壤结构都具有重要的作用。
四、土壤的生物特性1. 土壤中的微生物土壤中有大量的微生物，包括细菌、真菌、原生动物等。
土壤的物理机械性质及其对车辆行驶性能的影响
土壤的物理机械性质及其对车辆行驶性能的影响1.土壤的物理机械性质土壤是工程机械的作业对象，又是其支承基础。
土壤的物理机械性质直接影响工程机械的作业阻力、运行阻力，牵引性能及运行通过性。
1.1土壤的粒度组成工程中所研究的土壤系指各种大小的土壤颗粒任意组合而构成的堆积物。
土壤通常由土壤颗粒、水和空气三相物质构成。
若土粒间的空隙全部被水充满，形成饱和土，即为两相土壤。
土壤各相的相对含量决定了土壤的状态与性质。
［1］实际土壤是不同粒度土粒的混合物。
不同粒度土粒的相对含量直接影响土壤的性质。
为了研究土壤的性质，常常要确定土壤的粒度组成.即进行颗粒分析试验。
工程中实用的颗粒分析试验方法有筛分法和比重计法。
筛分法适用于粒径大于0.1 mm以上的土壤;比重汁法适用于粒径小于0.1mm的土壤。
如果土壤中同时含有大于和小于0.1 mm的土粒时，两种方法并用。
［2］土壤中各级粒度分组搭配情况，用其含量《以重量计》的百分数表示，称为土壤的颗粒级配。
颗粒不均匀，称为级配良好;颗粒较均匀，则级配不好。
颗粒分布均匀程度用不均匀系数K表示:K=K60K10 d60--限定粒径，土壤中小于该粒径的颗粒占总土重的60%d10--有效粒径，土壤中小于该粒径的颗粒占总土重的10%K值愈大，说明颗粒愈不均匀。
当K>5时称为不均匀土壤。
1.2土壤的含水量与塑性土壤的含水量ω是土壤中所含水的质量m2与土壤颗粒的质量m1之比：ω=m2m1×100%土壤在外力作用下变形。
当外力解除后，土壤保持其变形形状的能力称为它的塑性。
粘性土是可塑性土壤，而砂和砾石则为非塑性土壤。
［3］含水量对土壤的塑性有重要影响。
当含水量大于一定界限时，粘性土会呈现某种流动状态。
这一极限含水量称为粘性土的流动界限(液限)或称为塑性上限二当含水量小于某一界限时，则粘性土壤会失去压延性而变成硬性的固体状态，这一极限含水量称为粘性土的压延界限(塑限)或称为塑性下限。
植物生产环境-土壤物理机械性与耕性
土壤的物理机械性与耕性土壤在受到外力作用时，显现出来各种不同的动力学特征，包括粘结性、粘着性、可塑性、胀缩性以及其他受外力作用后而发生形变的性质。
一、土壤物理机械性（一）土壤黏结性土壤黏结性是指土粒与土粒之间由于分子引力而相互粘结在一起的性质。
（二）土壤黏着性土壤的黏着性是指土粒黏附于外物上的性能，是由土粒—水膜—外物之间相互吸附而产生的。
影响土壤粘结性和粘着性的因素有：1.土壤质地土壤愈细，接触面愈大，粘结性和粘着性愈强，所以粘质土壤的粘结性和粘着性都很显著，耕作困难。
砂质土则粘结性和粘着性弱，易于耕作。
2.土壤含水量含水量愈少，土粒距离愈近，分子引力愈大，粘结性愈强，故干燥土块破碎甚为困难。
随着水分含量增加，水膜使土粒间的距离加大，分子引力减弱，粘结性减小。
土壤干燥时无粘着性，随着水分含量的增加，粘着性逐渐增强。
因为此时土粒与外物间有水膜生成。
但是当水分过多时（一般认为大约超过土壤饱和持水量的80%以后），由于水膜太厚而降低了粘着性，直到土壤开始呈现流体状态时，粘着性逐渐消失。
所以粘质土壤在水分较多时进行耕作，常因土壤粘着于农具而感到费力；而土壤在清水条件下犁耙却很少受粘着性的影响。
3.土壤结构团粒结构可使土团接触面减少，因而其粘结性和粘着性降低，土壤疏松易耕。
据试验，在相同质地条件下，有团粒结构土壤的粘结性比无团粒结构土壤要小2-6倍。
4.土壤腐殖质含量腐殖质含量增加可减弱粘土的粘结性，因为腐殖质在土粒外围形成薄膜，改变了粘粒接触面的性质。
也可减低粘性土壤的粘着性，腐殖质的粘结力和粘着力都比砂土大，因而腐殖质可以改善砂质土过于松散的缺点。
5. 土壤代换性阳离子的组成不同的阳离子种类可影响土粒的分散和团聚。
钠、钾等一价阳离子可使土粒分散，导致粘结性、粘着性增大。
二价钙、镁离子能促使土壤胶体凝聚，土粒间的接触面积减少，从而降低土壤的粘结性和粘着性。
（三）土壤胀缩性土壤吸水体积膨胀，失水体积变小，冻结体积增大，解冻后体积收缩这种性质，称为土壤的胀缩性。
土壤的物理机械性和耕性
土壤的物理机械性和耕性土壤耕作是土壤管理的主要技术措施之一，耕作的目的是改善土壤孔隙状况，为植物生长创造良好的土壤条件。
若要合理地对土壤进行耕作，就应了解土壤的物理机械性能和耕作性质。
一、土壤的物理机械性当土壤受到外力作用（如耕作）时发生形变，显示出的一系列动力学特性，称为土壤的物理机械性。
这一性能是多项土壤动力学性质的统称，包括黏结性、黏着性、可塑性等。
（一）土壤黏结性和黏着性土壤黏结性（soil cohesiveness）是土粒间通过各种引力而黏结在一起的性质。
这种性质使土壤具有抵抗外力破碎的能力，也是耕作时产生阻力的主要原因之一。
土壤中往往含有水分，土粒之间的黏结常以水膜为媒介。
同时，粗土粒可以通过细土粒（黏粒）而黏结在一起，甚至通过各种化学胶结剂为媒介而黏结在一起。
土壤黏着性（soil adhesiveness）是土壤在一定含水量条件下，土粒黏附在外物（如农具）上的性质。
土壤过湿耕作，土粒黏着农具，增加土粒与金属间的摩擦阻力，使耕作困难。
土粒与外物的吸引力也是由于土粒表面的水膜和外物接触面产生的分子引力引起的，故黏着性实际上是指土粒—水膜—外物之间相互吸引的性能。
土壤黏结性和黏着性强弱，分别用单位面积上的黏结力（g/cm2）和黏着力（g/cm2）表示。
影响土壤黏结性和黏着性的因素主要有两方面，即土壤活性表面和土壤含水量。
土壤活性表面，一般用土壤比表面来表示。
土壤黏结性和黏着性强弱首先与土壤比表面成正比，比表面越大，黏结力和黏着力越大，黏结性和黏着性越强，反之亦然。
因此，土壤质地、土壤中黏土矿物种类和交换性阳离子组成以及土壤团聚化程度等，都影响其黏结性和黏着性。
土壤质地越黏重，黏粒含量越高，土壤黏结力和黏着力越大；而土壤质地越轻，黏结力和黏着力越小。
另外，土壤中蒙脱石为主，交换性Na+占优势，土壤高度分散，则土壤黏结性和黏着性增强；反之，黏土矿物以高岭石为主，交换性离子以Ga2+占优势，土壤团聚化程度高，则土壤的黏结性和黏着性降低。
土壤的物理性质
土壤的物理性质
1.2土壤孔隙性
(4)计算土壤储水量及灌水（或排水）定额
设土层厚度1m，土壤含水量25%，容重为1.3 t/m3。
公 式
1hm2的1m土层储水量 =10000m2×1m×1.3 t/m3×25% =3250m3/hm2= 325mm
1.1土壤质地与土壤结构
土壤质地
物理性粘粒 （＜0.01mm）%
物理性沙粒 （＞0.01mm）%
组别
名称
灰化土类
草原土及 红黄壤土
碱土及 强碱化土
灰化土 类
草原土及 红黄壤土
碱土及 强碱化土
砂土
松砂土 紧砂土
壤土
砂壤土 轻壤土 中壤土 重壤土
粘土
轻粘土 中粘土 重粘土
0–5 5 – 10
10 – 20 20 – 30 30 – 40 40 – 50
90 – 80 80 – 70 70 – 60 60 – 50
90 – 80 80 – 70 70 – 55 55 – 40
40 –50
50 – 60 ＞65
50 –35
35 – 20 ＜20
40 –25
25 – 15 ＜15
100 – 95 95 – 90
90 – 85 85 – 80 80 – 70 70 – 60
土壤的物理性质
1.3土壤物理机械性质与耕性
土壤物理机械性质
土壤粘结性
土壤粘着性
土壤可塑性
土壤的物理性质
1.3土壤物理机械性质与耕性 土壤黏结性：土粒与土粒之间相互黏结在一起，抵抗机械破碎 的性能
土壤的物理特性
土壤的物理特性
土壤的物理性质主要指土壤固、液、气三相体系中所产生的各种物理现象和过程。
主要包括土壤的颜色、质地、孔隙、结构、水分、热量（热性质）和空气状况，以及土壤的机械物理性质和电磁性质等方面。
土壤颜色：
土壤颜色在物理性质中最为直观，在一定程度上反映了土壤的主要化学组分和土壤的水热状况，可作为鉴别土壤肥沃程度的指标，如菜农朋友熟悉的深色土壤常较浅色土壤肥沃、腐殖质含量高的土壤往往呈暗黑色等等；
土壤质地;
指土壤中不同大小、直径的矿物颗粒的组合状况，与土壤通气、保肥、保水状况及耕作的难易有密切关系，菜农比较熟悉的土壤质地有砂土、壤土、粘土、沙壤土等等；
土壤孔隙:
土壤固体颗粒间的空隙，是容纳水分和空气的场所。
土壤中孔隙的大小、形状及其稳定程度与土壤结构有关，通常适合植株生长的土壤孔隙状况为“上松下紧”的孔隙构形；
土壤结构；
指土壤颗粒(包括团聚体)的排列形式，如团粒和粒状结构、块状和核状结构、柱状和棱柱状结构、片状结构等，其中团粒结构是蔬菜获得高产高效的最佳结构体；
土壤水分：
指固液气三相存在于土壤颗粒表面和颗粒间孔隙中的水分，来源于降水、灌溉水以及随毛细管上升的地下水和凝结水；
土壤热性质：
指影响热量在土壤剖面中的保持、传导和分布状况，是决定土壤热状况的内在因素，也是设施蔬菜上控制土壤热状况，使其有利于植株生长发育的重要物理因素；
土壤空气;
指存在于土壤颗粒表面、未被水分占据的孔隙中和溶于土壤水中(溶液中)的空气，主要来源于近地表的大气，也有部分是土壤呼吸过程和有机质分解过程的产物。
土壤力学基础知识
土壤力学基础知识土壤力学是研究土壤在不同载荷下的力学性质和相应行为的学科。
它是土木工程和地质工程等领域中重要的基础学科，也是建筑和地下工程设计中必备的知识。
本文将介绍土壤力学的基础知识，包括土壤颗粒、土壤分类、土壤物理力学性质和土壤强度。
一、土壤颗粒土壤是由不同颗粒组成的，这些颗粒的大小和形状决定了土壤的物理性质和工程行为。
根据颗粒大小的不同，土壤颗粒可以分为粘粒、细粒和砂粒三种。
粘粒是直径小于0.002毫米的颗粒，细粒是直径在0.002毫米到0.05毫米之间的颗粒，而砂粒则是直径大于0.05毫米的颗粒。
二、土壤分类土壤可以根据其成因、颗粒组成、工程性质等因素进行分类。
根据成因，土壤可以分为残积土、沉积土和背景土。
残积土是指在原地形上形成的土壤，沉积土是指由水或风搬运而来的土壤，背景土则是指在地下和地表中广泛分布的天然土壤。
三、土壤物理力学性质土壤的物理力学性质包括容重、孔隙比、含水量等。
容重是指单位体积土壤的质量，通常以克/立方厘米或千克/立方米表示。
孔隙比是指土壤中的孔隙空间与总体积之间的比值，通常以百分比表示。
含水量是指土壤中含有的水分的质量与干土质量之间的比值。
四、土壤强度土壤的强度是指土壤抵抗外部应力作用下发生变形和破坏的能力。
常见的土壤强度指标包括黏聚力和内摩擦角。
黏聚力是指土壤颗粒之间由于吸附力而产生的抗剪强度，它与土壤颗粒的粘粒含量有关。
内摩擦角是指土壤颗粒之间相对于主应力方向发生滑动所能够承受的最大角度，它与土壤颗粒的粗粒含量和颗粒排列方式有关。
总结：土壤力学是土木工程和地质工程中必备的基础学科，掌握土壤力学的基础知识对于工程设计和施工至关重要。
本文介绍了土壤颗粒、土壤分类、土壤物理力学性质和土壤强度等基础知识。
希望读者通过学习本文，能对土壤力学有一个初步的了解，并在工程实践中运用这些知识，更好地进行土木工程和地质工程的设计和施工。
第5章 土壤物理机械性质
5.3 土壤黏着力和黏结力
5.3.1 土壤黏着力的测定
土壤黏着力是指土壤在湿润状态下黏附的外物（农具、车轮 等）上的性质，实际是土壤颗粒—水—外物相互吸引的性质。
土壤黏着力的大小与土壤颗粒组成、结构、有机质含量和土壤 湿度有密切关系。黏土及无结构的土壤具有较大的黏着力，质地 较砂以及有良好结构的土壤黏着力较小。
5.2 土壤塑性
土壤塑性是指土壤在一定含水量的条件下，由外力作用，可 以改变形状，并在外力消失后仍能保持其形状的性质。
土壤具有可塑性是因为土壤的片状黏粒间因水膜的连接，使 土粒间可以相互滑动，但不断裂的。
土壤塑性与土壤含水量有关，由含水量的多少可定出可塑性 上限和可塑性下限，其差值为土壤可塑性（塑性指数）。土壤可 塑性越大，说明土壤具有可塑性的含水量范围约宽，土壤可塑性 越强。
用木棒粉碎风干土，并过0.5或1.0mm土筛，土样作为待测定土样。 称过筛土样30～50g放于玻璃缸中加水搅拌至土样呈稠状，接近流限（可塑上 限），盖好盛稠状土样的容器，静置24小时，使容器内土样达到最大膨胀值。将膨胀 值达最大值的土样置入矩形金属或有机玻璃缸（5×3×2cm）中（缸内壁于装土样前 抹底层凡士林），称重，如没有特制容器，可用大铝盒做为盛膨胀土样容器。将容器 中土样表面抹平，并在土样表面刻入不太深的对角线沟。然后置于空气中风干。土样 收缩，并与容器壁离开形成缝隙，测量干缩的土样长度及厚度，小心取出土样，用滤 纸擦掉土表凡士林油。随之再将土样置于烘箱中（105℃）烘至恒重。 测量容器中土样干、湿前后容积：干缩容积按对角线长度与厚度计算）、对角线 长度以及含水量变化值（差值），分别计算土样的线性收缩系数、体积收缩系数及湿 度收缩系数。
土块压碎后，分别放入铝盒中，测定其土样含水量（于105℃烘箱中，烘 至恒重）。
高一上学期地理土壤知识点
高一上学期地理土壤知识点土壤是地球表层的一种重要自然资源，是植物的重要生长基质，也是生物圈中最活跃的部分之一。
它是由岩石经长时间风化和生物作用形成的一种复杂的物质体系，由无机物、有机物、水分、空气和微生物等组成。
土壤的形成、性质和分类对于地理学的学习非常重要，下面我们来详细了解一下高一地理上学期的土壤知识点。
一、土壤的形成1. 岩石风化和物理变异：地球上的岩石经过日晒、雨淋、冻融等自然力作用，破碎并形成碎屑岩，然后逐渐分解成粉砂、粘土和砾石等颗粒。
2. 土壤的化学变化：岩石中含有各种矿物质成分，经由水、空气等的化学作用，矿物质发生分解和转化，形成新的化合物。
3. 有机质的堆积和分解：植物残体、动物尸体等有机物质经分解、腐殖、矿化等过程形成胶体稳定的有机物质，成为土壤有机质的重要组成部分。
二、土壤的性质1. 颜色：土壤的颜色与土壤中的有机质、矿物质成分、水分和微生物等有关。
通常有红色、黄色、褐色、黑色等不同颜色的土壤，不同颜色的土壤具有不同的性质和肥力。
2. 质地：土壤的质地主要由颗粒大小决定，包括沙质土壤、粉砂质土壤、粘土质土壤等。
不同质地的土壤具有不同的通气性、水分保持能力和肥力。
3. 含水量：土壤中的土壤含水量影响着植物的生长。
土壤水分过多或过少，都会对植物的生长产生不利影响。
4. 土壤通气性：土壤通气性的好坏对根系呼吸有重要影响，也影响着土壤中微生物的活动和养分的释放。
5. 肥力：土壤的肥力与土壤中有机质、矿质和微生物等相关。
良好肥力的土壤可以提供植物生长所需的养分。
三、土壤的分类1. 按照起源分类：土壤可以分为母质土壤、演化土壤和沉积土壤。
母质土壤是直接由岩石经物理、化学和生物作用形成的，演化土壤是在母质土壤基础上形成的经过长期演化和发育的土壤，沉积土壤是河流、湖泊、海洋等沉积物堆积形成的土壤。
2. 按照土壤的物理特征分类：土壤可以分为沙质土壤、粉砂土壤、粘土土壤和壤土。
沙质土壤中颗粒较大，通气性好，但保水能力差；粉砂土壤与沙质土壤相比有更多的细颗粒，保水能力较沙质土壤更强；粘土土壤颗粒更细，保水能力较强，但通气性较差；壤土是由沙、粉砂和粘土按一定比例混合而成的土壤。
任务二土壤的基本性质
微团粒 微团粒 微团粒
团 粒 结 构
（2）块状结构 结构体呈不规则形状,长、宽、高大 致相近,边面不明显,内部较紧实,俗称“ 坷垃”。 在有机质含量较低或黏重的土壤中， 由于土壤过干、过湿耕作，易在表层 形成块状结构；另外由于受到土体的 压力，在心土、底土中也会出现。 （3）核状结构 外形与块状结构体相似，但棱角、边、 面比较明显，内部紧实坚硬，泡水不散， 俗称“蒜瓣土”，多出现在黏土而缺乏 有机质的心土和底土层中。
孔隙类型 当量孔径 土壤水吸 力 通气孔隙 >0.02mm <15kPa 毛管孔隙 0.02～0.002mm 15～150kPa 无效孔隙（非活性孔隙） <0.002mm >150kPa
此孔隙内水分受 此孔隙起通 毛管力影响，能够 此孔隙内水分移动困 主要作用 气透水作用， 移动，可被植物吸 难，不能被植物吸收利用 常被空气占据 收利用，起到保水 ，空气及根系不能进入 蓄水作用
土壤孔隙性
3.土壤孔隙性与植物生长
生产实践表明，适宜于植物生长 发育的耕作层土壤孔隙状况为： （１）总孔隙度为50%～56%,通气 孔隙度在10%以上,如能达到15%～20% 更好 （２）对于含有机质多而结构好 的耕作层土壤容重宜在1.1～ 1.3g/cm3 之间;水田土壤的容重（称为 浸水容重）宜在0.5～0.6g/cm3之间。
土壤耕性
（3）土壤塑性
土壤塑性指在一定含水量范围内可以被塑造成任 意形状,并且在干燥或者外力解除后仍能保持所获 得形状的能力。 干燥的土壤不具有塑性。
影响土壤塑性的因素：土壤 质地、有机质含水量、交换 性阳离子组成、含盐量等。 塑性强的土壤耕性往往不好
土壤耕性
（4）土壤胀缩性
土壤胀缩性是指土壤含水量发生变化而引起的、 或者在含有水分情况下因温度变化而发生的土壤体 积变化 影响胀缩性的主要因素: 土壤质地、黏土矿物类型、 有机质含量、交换性阳离子 种类及土壤结构等。一般具 有胀缩性的土壤均是黏重而 贫瘠的土壤
土壤的性质
又称为有效酸度，通常用pH表示。
土壤溶液中H+的来源：
土壤中CO2溶于水形成的碳酸；
有机物分解产生的有机酸； 土壤中矿物质氧化产生的无机酸； 无机肥料中残余的无机酸； 大气污染形成的大气酸沉降。
土壤碱度
也用pH表示 pH > 8.5 土壤溶液中OH-的主要来源，是CO32-和 HCO3-的碱金属（Na、K）及碱土金属（Ca、 Mg）的盐类。 强碱性土对大多数植物和微生物有害，可使 微量元素沉积，恶化土壤物化性能。
3、土壤结构 土壤结构包含土壤结构体和土壤结构性。 土壤结构体是指土壤颗粒或颗粒团聚形成的具有 不同形状和大小的土团和土块。常见有7种结构 【见P61页图】。 土壤结构性是指土壤结构体的类型、数量、稳定 性、土壤孔隙状况等。 团粒结构是良好的土壤结构体，具有多孔性和 稳定性。团粒结构多是土壤肥沃的标志之一。
②离子半径及水化程度：同价离子中，离子半径越大，
水化离子半径就越小，因而具有较强的交换能力。
三价离子>二价离子>一价离子 ）Cl-、NO3-、
NO2-等不能形成难溶盐，很少被土壤吸附。
在中性条件下，每千克干土中所含全部阳离子总量，
称为阳离子交换量 (cmol/kg-厘摩尔每千克) 。
土壤的阳离子交换量的大小直接反映了土壤保肥 能力的大小，
在4的红壤，pH值在5.5-6.5之间； 长江以北的土壤多为中性或碱性， 华北、西北的土壤大多含 CaCO3 ， pH 值一般在 7.58.5之间，少数强碱性土壤的pH值高达10.5。
土壤酸度
土壤的活性酸度是土壤溶液中H+浓度的直接反映，
个负离子层，其外部由于电性吸引而形成一
个正离子层 ，即合称双电层。
第三节 土壤的物理性质分析
农业生产中，常采用排水晒田、晒垄、冻 垄等措施，提高土壤溶液电解质的浓度，促进 土壤胶粒凝聚。 (2) 水膜(water film)的粘结作用
土粒在水膜的作用下，在土粒接触处形成
弯月面，由于弯月面内侧的负压，把相邻的土
粒团聚在一起，形成土团。
(3)
胶结作用(cementa soil mineral colloid)
土壤中单粒、复粒在有机或无机胶体的作用
下胶结在一起，具有一定排列、组合形式的土壤 结构体。
（一）土壤结构的类型
1、片状、板状结构
形 状：横轴远大于纵轴，呈扁平状结构体。
产生条件：雨后土壤表面结壳或老耕作土壤犁底层。
大小划分：>3mm者为板状， <3mm者为片状。 性状：土粒排列紧实，透水性和通气性差。
质地名称
松砂土 紧砂土 砂壤土 sandy loam 轻壤土 light loam 中壤土 medium loam 重壤土 heavy loam 轻粘土 light clay 中粘土 medium clay 重粘土 heavy clay
壤 土 loam
粘 土 clay
(4) 我国土壤质地分类
由中科院南京土壤所与西北水土保持所拟定
土壤中Fe2O3· xH20、Al2O3· y H2O、SiO2· z H2S等，常以胶
膜形态包被在一起，形成的结构体。 往往是致密紧实的结构体，如核状结构，对协调水肥的 能力极差。
b、粘粒(clay) 粘粒具有巨大的表面积，粘结力很强，并可 通过带正电和带负电边面的静电引力使其团聚。 c、有机质(organic matter) 土壤中的腐殖质、多醣类、蛋白质、木质素
粘盖砂 不良组合(bad
combination)
土壤的性质专题知识讲座
1、概念：
土旳级配：土旳各级土粒组合情况，用其含 量旳百分数表达，称为土旳颗粒级配。
2、表达措施：
土旳级配常以颗粒级配曲线表达。
如图所示，纵坐标表达不不小于（不小于）某 一粒径旳土粒占土样总量旳百分数；横坐标表 达颗粒直径。
级配曲线可反应下列内容：
（1）粒组范围及土旳级配；
（2）颗粒分布情况；
当曲线平缓时，阐明土中大旳及小旳颗粒都有， 颗粒不均匀，即各级粒组搭配良好，称为级配良 好旳土；当曲线较陡时，表达土中颗粒直径范围 较小，颗粒均匀，属于级配不好旳土。
（2）塑限WP：伴随水分旳继续蒸发，自由水进 一步降低，体积进一步收缩，而土仍呈塑性状 态，当孔隙中旳自由水大致蒸发完时，土旳强 度开始迅速提升，并开始失去可塑性而呈半固 体状态，这一分界含水量为土旳塑限WP 。 WP 也称为压延界线。
（3）缩限WC：继续蒸发土中旳水分，土旳体 积仍将随之收缩，但收缩旳量不断降低，直到 停止收缩，相应旳含水量为收缩界线，即缩限 WC 。 WC也称为收缩界线。
一、土旳固体颗粒
土旳骨架是由多种不同尺寸旳土粒构成，自 然界旳土粒大小很不均匀，碎石颗粒旳直径可 达10cm以上，而在平静水中缓慢沉积旳细微 粘土颗粒旳直径只有万分之一mm，不同大小 旳土粒在土中旳相对含量是决定土旳工程性质 旳主要指标之一，所以，首先按土粒旳直径大 小进行归并与分类，将土粒提成若干粒组，每 一粒组具有一定旳土粒直径变化范围，按此范 围将土进行分类。
为各项工程服务，如铁道工程、路桥工程等。
工程机械只有和地面相互作用，才干完毕其 功能，车辆在地面行驶要靠土体支撑，要借助 土旳反力来发挥推动力。
举例：牵引力旳产生。
§1 土壤旳物理机械性质
§1.1 土旳形成与构造
土壤蕴含的科学现象
土壤蕴含的科学现象
土壤蕴含了很多科学现象，以下是其中的一部分：
1. 土壤的组成：土壤是由矿物质、有机物质、水和空气组成的复杂混合物。
矿物质是土壤的主要成分，它们提供了土壤的稳定性和营养。
有机物质是土壤中的有机物质，它们提供了土壤的肥力和水分保持能力。
水和空气是土壤中的次要成分，它们提供了土壤的透气性和保水性。
2. 土壤的形成：土壤是由岩石经过风化、侵蚀、搬运和沉积等过程形成的。
在这个过程中，岩石中的矿物质和有机物质被分解和释放出来，形成了土壤。
3. 土壤的分层：土壤通常被分为三层：表层土、中层土和底层土。
表层土是土壤的最上层，它含有大量的有机物质和营养物质。
中层土是土壤的中间层，它含有较少的有机物质和营养物质。
底层土是土壤的最下层，它含有很少的有机物质和营养物质。
4. 土壤的化学性质：土壤的化学性质包括土壤的酸碱性、离子交换能力和氧化还原性质等。
这些性质对土壤的肥力和植物生长有重要影响。
5. 土壤的物理性质：土壤的物理性质包括土壤的质地、结构、透气性和保水性等。
这些性质对土壤的肥力和植物生长有重要影响。
土壤的基本性质ppt课件
一是冷：开沟排水，增加排水沟密度和沟深，以降低 地下水位。
二废水毒害：在排水的基础上，加大灌 溉量，以对盐碱、工业废水毒害进行冲洗。
四是酸度改良：主要是对一些土壤酸度过大的水稻土 适用石灰
土壤可 塑性
土壤胀 缩性
眼看
犁试
手感
一是因土选种适宜的作物
• 南方酸性很强的土壤—茶； • 盐碱地--甜菜、向日葵、紫苜蓿、棉花 • 北方大面积石灰性土壤可不治理
二是化学改良
• 酸性土壤施用石灰质肥料 • 碱性土壤施用石膏、磷石膏、明矾
一是交换性阳离子的缓冲作用 二是弱酸及其盐类的缓冲作用 三是两性物质的的缓冲作用
土壤 孔隙 体积
土壤 总体
积
通常是通过测定土壤密度、土壤容重后计算出来的
土壤容重
土壤密度
土壤孔隙度（%）=
土壤容重 1 — ————— ×100
土壤密度
土团或土块
土壤结构体
团粒结构 粒状结构
块状结构
核状结构
良
柱状结构
好
棱柱状结构
不 良
片状结构
俗称蚂蚁蛋、米糁子； 近似球形且直径大小1~10mm，是农业生产最理想的结构体； 有机质含量较高，质地适中。
土壤物理性质 土壤的基本性质
土壤化学性质
土壤孔隙性 土壤结构性
土壤耕性 土壤酸碱性 土壤缓冲性 土壤吸收性
结构 颜色
质地 水分
土壤 空气
孔隙
机械 物理 性
热性 质
无效孔隙 毛管孔隙
通气孔隙 土壤中通气孔隙和毛管孔隙适宜，有利于土壤的通气和保水蓄水
土壤 孔隙
数 量
大 小
土壤孔 隙性
比 例
性 质
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第一节 土壤物理机械性质
各种土壤的粘结力及对铁片的粘着力 (Schubler)
土 壤 1.硅质纯砂土 2.腐殖质 3.菜园土 4.砂粘土 5.壤粘土 6.灰色纯粘土 干土的相对粘结力 (以灰色纯粘土作为100) 0.0 8.7 7.6 57.3 68.8 100.0 湿土对铁片的粘着力 (磅/英尺2) 3.8 8.8 6.4 7.9 10.6 17.2
第一节 土壤物理机械性质
土壤物理机械性质：当土壤受到外力作用（如耕作）时发生 的形变、显示出一系列动力学特性（dynamic property)叫做土 壤物理机械性质。它是多项土壤动力学性质的统称，包括了一 下性质： 一.土壤粘结性（soil cohesion） （一）概念： 指土壤颗粒之间被此粘结在一起的性质。又称 为“土壤内聚力”。它使土壤具有抵抗外力（机械破坏和根系 穿插时）而不被破坏的能力。 粘结性强弱的表示指标为粘结力 ：单位面积的粘结力。其单 位为N/cm2。 颗粒的粘结力有范德华力、库仑力、水膜的表面张力等物理 引力，以及氢键、各种化学胶结力。
第一节 土壤物理机械性质
三.可塑性（plasticity）：
(一）概念：土壤在适宜水分范围内在外力的作用下变形，当外力撤消后和干 燥后仍能保持这种变形的特性，也称可塑性。传统的泥塑艺术工艺，就是利用粘 土的这一特性形成的。 原因：粘粒成薄片状，在有水存在的条件下，粘粒表面被包一层水膜，外力 揉搓时，片状的粘粒重新排列且粘结固定，由于粘结力的存在，失水后能保持原 状。粘结性关系到土壤耕作质量。 土壤表现塑性的含水量范围 塑性的含水量范围是土粒间的水膜 塑性的含水量范围 已厚到允许土粒滑动变形，但又没有丧失其 粘结性的范围 （二）影响可塑性的因素 凡影响粘结性的因素都影响可塑性 （1）下塑限（塑限）（lower plastic limit）： 土壤呈现塑性的最小含水量 （2）上塑限（upper plastic limit): 土壤因含 水量增多而丧失塑性，并开始成为流体时的含水量。也有人叫流限（liquid limit） （3）塑性值（塑性指数）plastic index :上塑限与下塑限的差值。在这一含水量 范围内，土壤才会有塑性。它也是土壤可塑性强弱的指标。
土壤的结持性（（soil consistence）土壤抗拒外力而变形的能力。 土壤结持性在土力学方面具有重要价值。 土壤的结持常数：也叫阿德堡极限（Atterberg limits）最早由 Atterberg （1911， 1912）提出，土壤显示粘结性粘着性、可塑性的含水量范围（上、下限），对于 每种土壤都是一定的值。因此，叫常数。 结持常数包含有： 下塑限、上塑限、塑性值、粘着点、脱粘点等，均以含水量表示，而且都是可 以具体测定的。 土壤结持性描述方法：有人按照干湿程度分：湿、潮、干。湿时粘、潮时坚、干 时硬。 又有人依据土壤湿度由干到湿依次分为 1.坚固结持性 2.酥软（或酥脆）结持性 3.可塑结持性 4.粘韧结持性 5.浓浆结持性 6.薄浆结持性
不同质地土壤、有机质含量不同土壤粘结性、粘着性差异
第一节 土壤物理机械性质
二.粘着性（adhesion)： (一）概念：土壤颗粒粘附外物（农机具）的性能。是土粒分子与外 物之间通过水分子吸引力而产生的性质 粘结性是农业机具表面进行镀金属处理的主要依据。 粘着性用粘着力表示，单位面积粘着力（N/cm2) (二） 影响土壤粘着性因素 （同粘接性） 就含水量而言,开始出现粘着性的含水量要比开始出现粘结性的含 水量高。也就是说，在低含水量下，可能只有粘接性，而无粘着性， 当含水量较高时，粘接性和粘着性同时出现。 在土壤湿润时产生粘着性（土壤含水量达到全蓄水量的45%左 右）；水分过多时（超过全蓄水量80%左右）粘着性下降。 （1）粘着点：土壤开始出现粘着性是的含水量。 （2）脱粘点：土壤因含水量增加而不再粘覆外物时的含水量。
第一节 土壤物理机械性质
各种质地土壤的塑性值（含水量％） 各种质地土壤的塑性值（含水量％） 质地类型 粘 土 粘壤土 壤 土 砂壤土 砂 土 下塑限 23～30 16～22 10～15 <10 0 上塑限 41～50 28 40 28～40 17～27 <16 0 塑性值 18～20 12～17 7～12 <7 0
The Plow A plow is a wedge that is dragged through the soil by a draft animal or a tractor. It cuts away the top layer of soil. The plow lifts and turns over the soil layer. In this way, the soil is broken up for planting crops. The plow is one of mankind’s oldest machines. Wooden plows have been in use for about 5000 years. Metal plows date back less than 200 years.
第一节 土壤物理机械性质
土壤塑性值直接影响到土壤的 适耕期长短
可塑性与土壤质地关系
几种土壤质地的塑性值 土壤质地 砂壤土 轻壤土偏砂 轻壤土偏中 中壤土 中壤土偏重 物理性粘粒 <20 20~25 24~30 28~40 >40 上塑限(%) 28 ± 30 ± 31 ± 32~34 34~40 下塑限(%) 23 ± 22 21 ± 18~20 16~19 塑性值 5 8 10 12~16 18~21
+
+
2+
2+
>H
+
Shrink / Swell Potential• soils with more than 30% clay have a high Shrink Swell > clay more S.S. Potential (if clay is 2:1) • to avoid this problem soil must be compacted and water must be kept out. • Without the above Shrink/swell will crack foundations and pavements or move telephone poles.
第十章土壤物理机械性质 soil mechanics
土壤物理机械性质关系到土壤耕性问题
土壤物理机 械性的意义
Settling of foundation due to unstable soil due to high shrink swell potential 土壤物理机械性能关系到建筑材料与建筑体的稳定性
第一节 土壤物理机械性质
钙或钠饱和的粘粒矿物的塑限(含水量%) 钙或钠饱和的粘粒矿物的塑限(含水量%) 土壤矿物 类型 蒙脱石 高岭石 钙饱和 下塑限 63 36 上塑限 177 73 97 26 钠饱和 下塑限 上塑限 700 52
土壤矿物类型和代换性阳离子与土壤可塑性关系
第一节 土壤物理机械性质
第二节 土壤耕性 soil tillage
第二节 土壤耕性 soil tillage
Purposes of Tillage
1.Seedbed preparation a. Remove crop residues from the surface b. Temporary aeration of soil c. Reduce crusting of problem soils 2.Weed control a. Turn weeds under b. Cultivation between rows c. Summer fallowing 3.Improve tilth：Fluff soil（疏松土壤） - reduce bulk density of root zone 4.Crop residue management a. Speeds residue decomposition b. Destroys insect and disease organism habitat 5.soil and water conservation Summer fallowing
• Tillage uses more energy than any other cropping procedure. • Tillage requires time, since lifting the soil and moving it can not be done rapidly.
Tillage - old
第一节 土壤物理机械性质
第一节 土壤物理机械性质
四.土壤胀缩性(龟裂）（soil swelling and shrinkage） 土壤胀缩性主要发生在可塑性强的土壤上。它干时收缩、湿 时膨胀。 土壤胀缩性影响因子 1.交换性阳离子类型：阳离子对膨胀的作用次序如下
Na 、K > Ca 、Mg
2.土壤质地：轻壤质以上土壤 3.矿物类型 土壤胀缩用膨胀仪测定
第一节 土壤物理机械性质
（二）影响粘结力的因素： 1.土壤颗粒的比表面积：比表面积越大，粘 接力越强。 （1）土壤质地：粘性土>壤质土>砂质土 （2）粘土矿物的类型 2：1矿物>1:1型矿 物 （3）代换性阳离子组成：土壤上代换性 Na+（盐渍土）越高，粘结力越强（白僵土、 不毛毡）。 （4）土壤颗粒的团聚化程度：结构性强 的土壤粘结性差 2.土壤水分含量 在适度含水量时粘结力最大。水分的 变化过程也会影响到粘结力（见图） C表明由干土到湿土粘结力变化 “湿时一团糟，干时一把刀”； A (Clay）、B（sand）从湿到干变 “宁可干耕勿湿耕”道理要理解。 化中粘结力变化 3.有机质缺乏的土壤，粘结性强。
第二节 土壤耕性 soil tillage