土壤_犁壁界面毛细负压的形成和作用_邓石桥
八年级科学土壤知识点
八年级科学土壤知识点土壤是大自然中的一种非常重要的物质，对于农业生产、环境保护、自然灾害等方面都有着重要的作用。
八年级科学课程中，对于土壤的相关知识点也是很重要的。
下面将从土壤的形成、物质组成与土壤肥力、土壤质地、土壤保护五个方面进行探讨。
一、土壤的形成土壤形成是一个非常长久且复杂的过程。
一般来说，土壤形成包括物理作用、化学作用和生物作用。
物理作用主要是分解、磨碎、运动和淋洗，化学作用则主要是溶解、沉淀、氧化和还原，生物作用则涉及到生物的代谢和分解。
在土壤形成过程中，对于温度、水分、气体等的影响也非常显著。
通常情况下，温度越高，土壤的养分水平和微生物数量也就越高。
而水分则是影响土壤生物活动和养分传送的关键因素，如果土壤过于干燥或者过于湿润，均会导致土壤质量下降。
空气则主要影响土壤中氧气的含量和土壤通风量，从而影响微生物的生长和活动。
二、土壤的物质组成与土壤肥力土壤的物质组成非常复杂，包括了矿物质、有机质、微生物及其代谢产物、水和空气等各种成分。
其中，土壤里的矿物质主要由不同种类的矿物颗粒组成，包括硅铝矿物和碳酸盐矿物。
有机质则是由动植物的残留物和微生物体内的物质组成，包括养分、腐植酸等有机物质。
土壤肥力则是一个综合性的概念，包括了土壤里的养分水平、微生物数量和健康程度、物理性质和化学性质等方面。
对于土壤肥力的维护和提升，一般采取的措施包括施肥、耕作、种植轮作、翻耕揭土等。
三、土壤质地土壤质地则是土壤在物理上的一种特性，主要受到矿物颗粒粒径大小和矿物种类的影响。
通常情况下，土壤中直径小于0.002毫米的颗粒被称作粘粒，直径在0.002至0.05毫米之间的颗粒被称作淤泥，直径大于0.05毫米的颗粒被称作砂粒。
从土壤质地来讲，砂质土壤的透水性和透气性较好，但是保水性和肥力较差；粘质土壤则透水性较差，但是保水性和肥力较好。
淤泥质土壤则介于两者之间，特点是较好的保水性和肥力，但是透气性较差。
四、土壤保护土壤保护是一个非常重要的环节，它涉及到人们日常生活中的许多方面。
土壤物理知识点总结图解
土壤物理知识点总结图解一、土壤颗粒性质1. 土壤颗粒组成土壤由砂、粉砂、壤土和粘土组成，颗粒大小依次减小。
2. 颗粒形态土壤颗粒的形态多种多样，有圆形、角形、片状等。
3. 颗粒结构土壤颗粒的结构有单粒结构、胶结结构、复合结构等。
二、土壤孔隙结构1. 孔隙分类土壤孔隙包括毛管孔隙、颗粒间隙和大孔隙。
2. 孔隙特征毛细管作用使土壤中的水分能上升，在土壤中形成一种特殊的溶液吸附现象，使土壤能保持一定量的水分。
3. 孔隙组成毛细管作用和颗粒结构使得土壤中有多样化的孔隙组成。
三、土壤水分运动1. 土壤中的水分形态土壤中的水分主要包括毛细吸附水、毛管水和重力水。
2. 水分运动过程水分在土壤中的运动主要有渗流、毛细吸附运动和重力排水等。
四、土壤气体运动1. 土壤中的气体土壤中的气体主要包括氧气、二氧化碳、氮气等，它们对土壤有着重要的影响。
2. 气体运动规律土壤中的气体运动与水分运动联系紧密，同时还受温度、湿度等因素的影响。
五、土壤热量传导1. 热量传导的方式土壤中的热量主要通过传导、对流和辐射传导等方式进行。
2. 土壤热力学性质土壤的热导率、热容量等热力学性质对热量传导具有重要的影响。
六、土壤质地与结构1. 土壤质地土壤质地主要指土壤中砂、粉砂和粘土的含量比例，它对土壤的肥力和透水性等具有重要影响。
2. 土壤结构土壤结构可分为状结构、团粒结构、板状结构等，不同的土壤结构对土壤的通透性、保水性等有重要影响。
七、土壤物理性质与植物生长1. 土壤物理性质对植物生长的影响土壤的通透性、保水性、含氧量等物理性质对植物生长有着直接的影响。
2. 土壤改良通过改良土壤的物理性质，可以提高土壤的肥力、改善土壤的透气性和透水性，促进植物生长。
通过以上内容的学习，对土壤物理知识有了更全面的认识。
在实际的土壤改良和农业生产过程中，对这些知识的理解和掌握将发挥重要作用。
同时，也希望通过图解和详细解释，能更好地帮助读者理解和应用这些知识。
土壤渗透的工作原理
土壤渗透的工作原理
土壤渗透是指水分从土壤表面通过渗透作用逐渐向下渗透至土壤深层的过程。
其工作原理主要包括以下几个方面：
1. 重力作用：土壤渗透主要受到重力的影响。
当水分分子受到重力作用，会沿着土壤孔隙的方向向下运动，从而实现渗透。
2. 毛细力作用：毛细力是指液体在细小孔隙中及小管道中产生的一种吸引力。
当土壤细孔隙中存在水分时，由于土壤细孔隙的直径小于水分分子的直径，水分分子在细孔隙中受到毛细力的作用而向上升。
3. 饱和逼排：土壤内孔隙中充满的水分达到一定饱和度后，超过饱和度的水分将由于孔隙的限制无法向上升，从而被推动向下渗透。
4. 壤土结构和孔隙度：土壤颗粒之间的排列和结构以及孔隙度对渗透过程起着重要的作用。
当土壤颗粒之间排列较紧密、孔隙度较小时，水分的渗透能力较差，反之则较好。
综上所述，土壤渗透主要受到重力作用、毛细力作用、饱和逼排以及壤土结构和孔隙度的影响，水分分子沿着孔隙的方向通过这些作用逐渐向下渗透至土壤深层。
毛细压力原理在砂土基坑护壁开挖工程中的应用
土的毛细现象是指 土中水在表面张 力的作 用下 ， 沿着细 微孔 隙向上及其它方向移 动的现象。
墩 ， 墩基坑 数量 ８ 桥 ４个 ， 另有小桥 １ ， 座 通道 桥 ５座 ， 洞 涵 １个， ９ 换填毛石基坑 ２ 个 。由于建设场地位 于高 纬度地 区， ５ 最大冻深 ２８ ｍ 故基础 埋深在 ３１ｍ以上 ， ． ， ． 场地 地基 土为粉 砂、 细砂 类土层 。 地基承载 力低 ， 因此一般 的桥涵地基采用换
不适合砂层 ， 易塌 孔。 改用反循环泥浆护壁成孑 后 ， Ｌ 成孔质量 得到提高。
提是①基坑开挖的深度不得超过最大冻深 ： 施工需要在冬 ②
季进行。而本场地的基坑深度多数都超过 了最大冻深 ， 因此
本方案也不可行。
② 井管过滤 器孔径偏 大 ， 沙沉积量大 ， 泥 使井管降水深
度减 小 ， 同时 水泵淤塞 。 在加大 降水深 度 ， 更换滤 网材料后 ， 降水效果明显改善。 在降水效 果有保证 的情况下 ， 本基坑 开挖顺利 ， 本能 基 按设 计的要 求开挖 ， 只有少 量基坑坑壁 有滑塌现象 ， 稍增 大 了开挖 面积 。
支护。
毛细水在水和 空气 分界面产生 的表 面张 力促使 土粒 相 互靠拢 ， 在土粒接触面上产 生毛 细压 力， 也称毛细 内聚 力。 毛
２ 基坑支护方案的选择
场地土层主要为粉砂和细砂 ， 岛材料 为碎 石土。墩基 筑
坑 开 挖 与 支 护最 初考 虑 以下 几 种 方 案 。
细水压 力随含 水量的变化时有 时无 ，如干燥的砂土是松 散 的， 颗粒 间没有粘聚力。 而在潮湿砂土中 ， 有时可挖成直立坑
桥涵密集 ， 基坑开挖数量庞大 ， 工期要求紧 ， 结构构筑费用高
土壤学考博试题（中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心2008笔试）.
中国科学院水土保持研究所水利部1999年招收攻读博士学位研究生土壤学入学试题一、名词解释1. 硅四面体2. 胡酶酸3. 土壤孔隙度4. 塑性指数5. 土壤缓冲作用6. 达西定律7. 硝化过程8. 容积热容量9. 土壤质量10. 土壤圈二、试述土壤有机质在提高土壤肥力上的作用。
三、影响土壤氧化还原电位的因素有哪些？四、压实(镇压)对土壤水分特征曲线有何影响？是否影响土壤水分有效性？五、列出国际上影响最大的三种土壤学刊物，并说明其中一种刊物(SSSAJ)目录中的学科分支。
六、从国家求和学科发展相结合的角度分析未来土壤学发展方向和在可持续农业中的作用。
************************** 完***********************水土保持研究所水利部2000年招收攻读博士学位研究生土壤学入学试题一、名词解释1. 土壤质量2. 达西定律3. 富里酸4. 穿透曲线5. 盐基饱和度6. 粘化过程7. 土壤通气性8. 土壤圈二、论述土壤水分特征曲线反映的土壤水分特征及在土壤水分运动中的作用，画出同一质地扰动土和原状土的特征曲线并说明差别的原因。
(20分)三、阐明反硝化过程及主要影响因素。
(12分)四、叙述成土因素及其在成土过程中的作用。
(15分)五、从土壤学出发，论述对土壤侵蚀与干旱并重的黄土高原进行国土整治，生态重建的关键何在？(15分)六、列出至少三种国际土壤学界最有影响的学术刊物(中、英文名)，介绍其中对你专业上最有参考价值的一种刊物，谈谈你所报考专业领域的可能发展趋势。
(8分)************************** 完***********************水土保持研究所水利部2001年招收攻读博士学位研究生土壤学入学试题一、名词解释(20分，每小题4分)1. 富铝化阶段2. 土壤有机质3. 无效孔隙4. 塑性指数5. 白浆化过程二、试述土壤质量的科学意义及其在土壤资源评价中的作用。
土壤力学基本原理
土壤力学基本原理土壤力学是土工学的重要组成部分，研究土壤在外力作用下的变形和破坏规律，以及与土体力学性质相关的力学参数。
了解土壤力学基本原理对工程建设和土木工程设计至关重要。
本文将介绍土壤力学的基本原理，包括土体力学性质、应力与应变关系、土壤中的孔隙水和孔隙压力等内容。
一、土体力学性质土体的力学性质是指土壤在力学加载下的响应和变形特性。
主要包括以下几个方面的性质：1.1. 压缩性：土壤在受到压力作用时会压缩变形，这是因为土壤中的颗粒之间存在空隙，压力会使颗粒之间的空隙减小，从而引起土壤体积的减小。
1.2. 强度性：土壤的强度是指土壤抵抗外力作用的能力。
不同类型的土壤具有不同的强度特性，如黏土具有较高的抗剪强度，而砂土则较为松散，抗剪强度较低。
1.3. 孔隙度和含水量：土壤中的孔隙度和含水量是土壤力学性质的关键参数。
孔隙度是指土壤体积中的孔隙空间占总体积的百分比，含水量是指土壤中水分的含量。
二、应力与应变关系对于土壤来说，外界的应力作用会引起土体的应变变化。
土壤力学研究的重要内容之一就是研究应力与应变之间的关系。
主要有：2.1. 应力分布特征：在土壤内部，应力分布不均匀，随深度增加，土体所受到的应力也会增大。
对于水平地面来说，垂直深度增加时，有效应力会逐渐增大。
2.2. 应变特性：土壤的应变特性与应力相关，常见的应变形式包括拉伸应变、压缩应变和切变应变。
2.3. 应力与应变关系：一般情况下，土壤的应力与应变之间存在线性关系，即符合胡克定律。
但在大变形或大应力条件下，土壤可能会出现非线性的应力-应变关系。
三、土壤中的孔隙水和孔隙压力土壤中的孔隙水起着重要的作用，对土体的力学性质有着重要影响。
主要有：3.1. 孔隙水压力：当土壤含水量较高时，孔隙水会充满土壤中的孔隙空间，并形成孔隙水压力。
孔隙水压力是指单位面积上的水的重量。
3.2. 饱和和不饱和土壤：当土壤中的孔隙全部被水充满时，称为饱和状态，此时土壤中的孔隙水压力最大。
土的毛细现象名词解释
土的毛细现象名词解释土的毛细现象是指土壤表层及其深层有小粒径颗粒存在的一种现象，这种颗粒一般大小为0.02~0.002毫米，由此可以看出，土壤毛细现象中的土壤颗粒粒径大小极小，所以也叫毛细土。
毛细土是土壤的富集层，它的存在使土壤的化学性质及机械性质得以改变，从而影响土壤的分布、结构和力学性质。
因此，毛细土的研究是非常重要的。
一般来说，毛细现象的形成分为两个主要的阶段。
首先，由于坡度的存在，地表会受到下滑和侵蚀，从而将大颗粒物质带至一组较浅的河床中，经过一定的运动和交叉流动，大颗粒物质便会被淘洗流失，最后在河床中形成一定比重的毛细土，这就是毛细现象的形成过程。
其次，毛细现象会随着河床变化而改变。
当水流速加快，溶解物和腐殖物会被冲走，而毛细现象也会随之改变，与此同时，河床的水位变化也会影响毛细现象的形成，水位越降低，毛细土比例也会变得越大。
毛细土具有多种重要的物理和化学特性，其中最重要的特性是体积重量高、弹性较强，易被水流冲刷和侵蚀，具有非常好的滤液性能和对于液体的吸附性能，可以作为肥料的载体，且具有气孔、排水性好的优点，因此得到了广泛的应用，如用于土壤修复、环境污染控制等。
毛细土的存在对土壤的机械性质同样有着重要的影响，比如毛细土的存在会增加土壤的饱和比重、减少孔隙比例，增加土壤的黏结力，减少土壤的流动性，由此可见，毛细土的形成对于土壤力学性质是一个很重要的影响因素。
此外，毛细土也是土壤污染物传输的重要载体，污染物如氮、磷等，可以被毛细土吸附，污染物可以和土壤毛细粒子形成一个不可分离的复合物，从而减少污染物的流失等。
综上所述，土的毛细现象是土壤的一种重要特征，针对土的毛细现象存在的问题，应该采取针对性的解决方案，可以通过开垦护坡灌植技术等技术措施来减少毛细现象的出现，从而解决土壤沉降问题，提高土壤质量，保护土壤，为人类可持续发展做出贡献。
土壤力学基础知识概述
土壤力学基础知识概述土壤力学是研究土壤的物理和力学特性，以及土壤在外力作用下的变形和破坏规律的学科。
它是地基工程、岩土工程和地下工程等领域的基础知识之一。
本文将对土壤力学的基本概念、土壤力学参数、土壤固结与压缩、土壤剪切强度、土壤侧压力以及土壤的液态和饱和状态等内容进行概述。
一、土壤力学的基本概念1. 土壤：土壤是地壳表面由岩石经过物理、化学和生物作用形成的具有肥力并能供植物生长的自然体系。
它由固体颗粒、液体和气体相组成。
2. 土体：土体是指由土壤颗粒和孔隙组成的连续体，其性质受到颗粒之间的作用力以及孔隙中的气体和水的影响。
3. 孔隙率：孔隙率是指土体中孔隙体积与总体积之比，反映土壤中孔隙空间的多少。
4. 饱和度：饱和度是指土体中孔隙中被水填满的程度，可以用孔隙水的体积与孔隙的总体积之比来表示。
二、土壤力学参数1. 骨架密度：骨架密度是指土壤颗粒体积与总土体积之比，它反映了土壤固体颗粒的紧密程度。
2. 饱和度与相对密度：饱和度与相对密度是描述土体饱和状态和颗粒紧密程度的重要参数。
3. 孔隙比：孔隙比是指土体中孔隙体积与土体体积之比，用于描述土体的蓄水性能。
4. 孔隙水压力：孔隙水压力是指土壤中由于土体孔隙中存水而产生的水力压力。
三、土壤固结与压缩土壤固结是指土体在施加压力下由松散状态向紧密状态过渡的过程。
而土壤压缩则是指土体在外载荷作用下发生体积缩小的过程。
1. 增加有效应力：有效应力是指土体颗粒间实际传递的应力。
增加有效应力可以使土体固结并导致土壤沉降。
2. 哈姆特公式：哈姆特公式用于计算土壤压缩量，可以通过实验确定土壤的压缩指数及预测土壤的压缩变形。
四、土壤剪切强度土壤剪切强度是指土壤抵抗剪切变形的能力。
剪切强度与土壤的性质有关，可以通过剪切试验获得。
1. 黏聚力与内摩擦角：黏聚力是指土体颗粒相互之间的吸引力，内摩擦角是指土体颗粒相互间摩擦阻力的角度。
2. 土壤的剪切特性：土壤的剪切特性主要由黏聚力和内摩擦角所决定，不同类型的土壤具有不同的剪切特性。
土壤力学基础知识精讲
土壤力学基础知识精讲土壤力学是土木工程中非常重要的学科，它研究土壤及其应力、变形、承载力等力学特性。
在工程实践中，掌握土壤力学的基础知识是非常关键的。
本文将对土壤力学的基础知识进行精讲，帮助读者深入了解土壤力学的重要概念和理论。
一、土壤的组成和性质1.1 土壤的定义和分类土壤是由岩石颗粒、有机物和水空隙等组成的，具有一定的物理性质和力学性质。
根据岩石成分、土壤颗粒大小和有机物含量等因素，土壤可以分为不同的类型，如粘土、砂土和黏土等。
1.2 土壤湿度与饱和度土壤中含有一定的水分，湿度是指土壤中的水分含量与干燥状态下的质量之比。
饱和度是指土壤孔隙中填满的水分所占的比例，饱和度越高，土壤中的孔隙间隔越小。
1.3 土壤颗粒与孔隙比土壤颗粒是土壤中的固体颗粒，主要包括砂粒、粘粒和黏土颗粒。
孔隙是土壤中的空隙，其中包括毛细孔隙、微观孔隙和宏观孔隙等不同类型的孔隙。
二、土壤力学参数2.1 土壤应力与应变土壤受到外力作用时会发生应力和应变，应力是指单位面积上的力的作用，而应变是指土壤在外力作用下的变形量。
2.2 土壤的本构关系土壤的本构关系描述了土壤的应力与应变之间的关系。
常见的本构关系有线弹性模型、弹塑性模型和细观参数模型等。
2.3 土壤的内摩擦角和黏聚力土壤的内摩擦角是指土壤颗粒间摩擦所能达到的最大角度，黏聚力是指土壤颗粒之间由于粘结力而产生的抗剪强度。
三、土壤力学性质3.1 土壤承载力土壤承载力是指土体在垂直方向上能够承受的最大荷载，它与土壤的类型、含水量和土层深度等有关。
3.2 土壤压缩性土壤压缩性是指土体在受到荷载作用时发生的体积变化，包括弹性压缩和塑性压缩两个阶段。
3.3 土壤液化土壤液化是指在地震或其他震动作用下，原本固态的土壤变为流态的现象，会导致建筑物的倒塌和严重损害。
四、土壤力学分析方法4.1 土壤力学试验土壤力学试验是研究土壤力学特性的重要手段，包括剪切试验、压缩试验和渗透试验等。
4.2 土壤力学计算基于试验数据和土壤本构关系，可以进行土壤力学计算，如计算土壤的承载力、沉降和变形等。
土壤渗透的工作原理
土壤渗透的工作原理
土壤渗透是指水在土壤中透过土壤孔隙向下移动的过程。
其工作原理是由土壤孔隙的物理特性、水分的驱动力和水分的传递方式共同作用。
1. 土壤孔隙的物理特性：土壤中的孔隙是水渗透的通道，其大小、形状和连通性对水分的渗透性能起着重要影响。
土壤中包含有各种大小的孔隙，包括微孔（毫米以下）和宏孔（毫米至数厘米）。
微孔对于土壤的水分容量和储水能力起着重要作用，而宏孔则对于渗透性能起主导作用。
2. 水分的驱动力：水分渗透受到水分的驱动力控制，主要包括以下几种形式：重力、毛管吸力和毛细力。
重力是指由于重力作用，使得水分在土壤中向下移动。
毛管吸力是由于水分与土壤微小孔隙内的壁面产生升降压差，导致水分向孔隙高处移动。
毛细力是指由水分与土壤颗粒表面吸引力所产生的力，使水分能够在细小孔隙中移动。
3. 水分的传递方式：土壤渗透可以通过几种方式进行：通径流、侧向流和地下水流。
通径流是指水在重力作用下垂直向下渗透，通过宏孔直接流动。
侧向流是指水在土壤中向侧向移动，通过微孔渗透向周围区域扩散。
地下水流是指水在土壤中水分势梯度作用下，在地下水层中水平流动。
综上所述，土壤渗透的工作原理主要涉及到土壤孔隙的物理特性、水分的驱动力和水分的传递方式。
七年级科学土壤知识点归纳总结
七年级科学土壤知识点归纳总结土壤是地球表层的一种天然体系，由岩石风化、有机物质分解和生物活动形成的。
它是生态系统和农业生产的基础，对人类社会具有重要意义。
本文将对七年级科学课程中关于土壤的知识点进行归纳总结，帮助同学们更好地理解和记忆相关知识。
一、土壤的组成与形成土壤主要由矿质颗粒、有机质、水、空气和微生物组成。
土壤的形成与岩石的风化、植物残体的分解、动物活动等因素密切相关。
这些过程中，物理作用、化学作用和生物作用共同作用，使原始岩层逐渐转化为土壤。
二、土壤的物理性质1. 颗粒组成：土壤中的矿物颗粒主要包括沙粒、粉粒和粘粒。
颗粒的大小和组成比例决定了土壤的质地。
2. 孔隙度：土壤中的孔隙度与颗粒之间的间隙大小有关，影响土壤的通气性和透水性。
3. 过渡水：土壤中的过渡水是矿物颗粒表面附着的水分，对植物生长和水分保持起着重要作用。
三、土壤的化学性质1. pH值：土壤的pH值反映了土壤的酸碱度。
不同植物对土壤的pH值有不同的要求。
2. 养分含量：土壤中的养分包括氮、磷、钾等元素，对植物的生长和发育至关重要。
3. 含水量：土壤中的水分对植物生长和土壤微生物活动具有重要影响。
四、土壤的生物性质1. 土壤微生物：土壤中的微生物包括细菌、真菌和线虫等。
它们参与有机物质的分解和养分循环过程。
2. 土壤动物：土壤中的动物包括蚯蚓、蚂蚁等。
它们通过挖掘和通风等活动改善土壤结构。
3. 土壤植物：土壤中的植物根系对土壤的固结和保持具有重要作用。
五、土壤的利用与保护1. 农业生产：土壤是农业生产的基础，合理的土壤利用和管理对提高农作物产量和质量具有重要意义。
2. 土壤退化：土壤退化是指土壤质量下降、功能减弱的过程，应采取措施进行土壤保护和修复。
3. 植被建设：合理的植被建设可以改善土壤质量，防治水土流失等环境问题。
六、本单元学习方法1. 观察实验：通过观察实际土壤样本或模拟实验，深入了解土壤的基本组成和性质。
2. 图表分析：利用图表和统计数据，分析土壤质地、养分含量等的变化规律。
土壤张力计的原理及使用
土壤张力计的原理及使用土壤张力计是一种测量土壤张力的仪器，主要用于研究土壤水分的含量、分布和运动等情况。
它可以对土壤中的水力势进行实时监测和反馈，为植物的生长和生态环境的保护提供了有效的依据。
本文将从原理和使用两个方面给出详细介绍。
原理土壤张力计的原理基于毛细现象，即通过一根细管，在其内部与外部的液体表面形成的曲率差来测量液体的张力。
而土壤张力计则引用了毛细管的原理，将细管延伸到土壤深处，使其能够测量土壤中的水分张力。
在土壤张力计中，主要有三个部分：压力装配件、毛细管和数字显示组件。
压力装配件是与土壤接触并产生压力的部分，目的是将土壤与毛细管贴合在一起，并使土壤发生水分运动。
毛细管上面覆盖了一层特殊的涂层，这层涂层可以帮助吸附水分，以减少水分的流失。
其采集到的数据可以通过数字显示组件来实时展示，并可以将数据转化为电量输出，方便连接其他设备。
通常，土壤张力计的测量范围是1到100千帕斯卡，这意味着能够监测土壤中的较大张力和较小张力，从而覆盖了许多不同的应用领域。
它可以监测的张力范围也说明其能够对不同类型的土壤和水分运动提供准确的数据支持。
使用土壤张力计的使用方法也相对简单。
首先，需要准确测量好需要监测的位置和深度，并根据需要选择合适的土壤张力计型号。
在实际使用时，将毛细管插进土壤中，然后将土壤张力计固定在土壤表面。
在采集数据时，需要测量多条数据，以减少误差。
另外，需要注意的是在使用过程中要注意保养和维护，定期清洗和校准，否则会影响测量数据的准确性。
在校准时，需要严格按照厂家提供的说明书进行操作，并使用标准的比较测量进行确认。
总结土壤张力计是一种可以实时监测土壤水分运动的重要仪器，能够提供准确的数据支持。
其原理基于毛细现象，通过测量土壤中水分的张力来反映土壤水分的状态。
在使用时，需要注意测量深度和位置，并注意保养和维护。
通过正确和有效地使用土壤张力计，可以提高农作物的产量和质量，促进农业的可持续发展和生态环境的改善。
非饱和黄土的接触角与孔隙特征试验
非饱和黄土的接触角与孔隙特征试验井彦林; 王昊; 陶春亮; 杨丽娜; 刘建维; 温馨【期刊名称】《《煤田地质与勘探》》【年(卷),期】2019(047)005【总页数】6页(P157-162)【关键词】非饱和黄土; 孔隙特征; 接触角; 毛细作用【作者】井彦林; 王昊; 陶春亮; 杨丽娜; 刘建维; 温馨【作者单位】长安大学建筑工程学院陕西西安710061; 机械工业勘察设计研究院有限公司陕西西安710043【正文语种】中文【中图分类】TU443土壤接触角及孔隙直径是计算其毛细水上升高度的重要参数[1-3]，毛细水的上升会导致很多不良地质现象及工程事故，如使地基变形增大，地基强度下降，加重地基冻胀，产生路基翻浆等[4-5]。
在其他领域，如农业方面，毛细作用作为一种自然地质现象，有其特殊的作用，可改变土壤湿度，对农作物生长有很大影响[6]。
因此，研究土体接触角及孔隙特性，从而进一步认识毛细水的上升规律具有重要的理论意义[7-9]。
国内外众多学者在此方面做了大量研究，袁玉卿等[10]提出改变颗粒级配可改变粉砂土的毛细水上升高度，不同的压实度和孔隙直径，毛细水上升高度不同；R. Hird等[11]利用Jurin准则，根据孔隙性及接触角分析了毛细水上升作用；杨松等[12]采用化学的方法通过提高土体的表观接触角来研究接触角对非饱和土中基质吸力的影响，发现土中接触角随着外界环境的变化而改变。
在相同含水率下的土体中基质吸力随接触角的增大而减小，当含水率超过某一临界值后，接触角的变化对基质吸力无影响；H. P. Greenspan[13]则通过润湿方程和动态接触角建立了黏性液滴浸润模型，并基于该模型分析得到了液滴的扩散收缩在圆形接触线随时间的变化上是稳定的过程，液滴在固体表面上展铺保持了空间上的均匀性但依赖于时间的平均曲率，以及就液滴的蠕变和变形等问题进行了详尽的分析；还有其他一些学者通过粗糙度对影响毛细水上升的重要参数即接触角进行了深入研究，并探讨了接触角的滞后性[14-18]。
土壤结皮坡面流水动力学特征
第30卷第1期农业工程学报 V ol.30 No.12014年1月Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Jan. 2014 73土壤结皮坡面流水动力学特征吴秋菊，吴发启※，王林华（西北农林科技大学资源环境学院，杨凌 712100）摘要：为了深入探讨土壤结皮对侵蚀的影响机制以及两者之间的关系，以10°坡为例，在变流量（1.0，1.4，2.0，2.4和2.8 L/min）条件下进行室内冲刷试验，研究土壤结皮坡面径流水动力学特征（平均流速、平均径流深度、雷诺数、水流剪切力、水流功率、阻力系数）并分析坡面流水动力学参数与土壤侵蚀量的关系。
结果表明，土壤结皮对坡面流水动力学参数影响显著。
土壤结皮坡面雷诺数始终小于500，坡面流流态为层流；土壤结皮坡面具有较大坡面流流速，较小径流深度、水流剪切力和水流功率。
结皮坡面的土壤侵蚀量明显低于无结皮坡面的土壤侵蚀量。
土壤侵蚀量与坡面水动力学参数相关关系显著（相关系数R>0.90），土壤侵蚀量与雷诺数呈线性正相关，与水流剪切力、水流功率的对数呈线性正相关，与阻力系数呈线性负相关。
因此，在本研究中，单纯从径流冲刷侵蚀的角度土壤结皮的存在有利于减小坡面土壤侵蚀量。
由于降雨因素对土壤结皮的侵蚀效应影响较大，将雨滴打击与径流冲刷相结合才能更好地研究土壤结皮对侵蚀的影响机制。
关键词：土壤，流量，水动力学，结皮，水流功率，水流剪切力，阻力系数doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2014.01.010中图分类号：S157 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2014)-01-0073-08吴秋菊，吴发启，王林华. 土壤结皮坡面流水动力学特征[J]. 农业工程学报，2014，30(1)：73－80.Wu Qiuju, Wu Faqi, Wang Linhua. Hydrodynamic characteristics of overland flow under soil crusts condition[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2014, 30(1): 73－80. (in Chinese with English abstract)0 引 言干旱半干旱地区土壤有机质含量较低，粉砂含量较高，团聚体稳定性较差，在坡耕地上，降雨打击过程中地表土壤结皮的形成是一种常见现象。
水文地质学 第五章__毛细现象与包气带水的运动
第五章 毛细现象与包气带水的运动参考书：1）雷志栋、杨诗秀、谢森传，《土壤水动力学》，北京：清华大学出版社，1988。
2）张蔚榛，《地下水与土壤水动力学》，北京：中国水利水电出版社，1996。
3）张瑜芳，土壤水动力学，武汉水利电力大学研究生教材，1987。
5．1 毛细现象及有关理论毛细现象：将细小的玻璃管插入水中，水会在管中上升一定的高度才停止，这便是固、液、气三相界面上产生的毛细现象。
按毛管理论，毛管负压为：DP c α4=，换算为负压水头（水柱高度）： DgD g P h c c 03.04≈==ραρ 式中：ρ––––水的密度，等于1g/cm 3； g ––––重力加速度，等于981cm/s 2；α––––表面张力系数，取74dyn/cm （74×10-3N/m ）； D ––––毛管直径，单位为mm ；h c ––––毛管负压水头，以水柱高度表示，单位为m 。
最大毛细上升高度与毛细管直径成反比，颗粒细小的土，最大毛细上升高度也大。
自然界中的物体都具有能量，而且普遍的趋势是自发地由能量高的状态向能量低的状态运动或转化，最终达到能量平衡状态。
经典物理学认为，任一物体所具有的能量由动能和势能组成。
由于水分在土壤孔隙中运动的很慢，其动能一般可忽略不计，因此：土水势––––土壤水分所具有的势能，在决定土壤水分的能态和运动上就变的极为重要。
任两点之间土壤水势能之差，即土水势差，是水分在这两点之间运动的驱动力。
有关土壤水分的运动有两种理论：1）毛管理论：将土壤看成均匀的或不同管径的毛细管，将土壤水在土壤孔隙中的运动简化为在毛管中的运动进行研究。
毛管理论清楚易懂，20世纪50年代以前应用比较广泛，目前仍有一定的实际意义，适用于对简单问题的分析。
2）势能理论：用在土壤水势基础上推导出的土壤水运动方程，研究土壤水的运动。
该理论比较严谨，可适用于各种边界条件，特别是随着计算机和数值计算的应用，使得土壤水运动的研究取得很大的进展。
土壤张力值
土壤张力值土壤张力值是指土壤中水分对重力作用的抵抗力，也可以理解为土壤中水分所受到的吸力。
它是土壤水分运动的重要参数，对植物生长和灌溉管理具有重要的意义。
土壤张力值的测量是通过测定土壤中的毛细管吸力来完成的。
当土壤中存在水分时，毛细管作用使土壤内部形成负压，这就是土壤的张力。
通常，土壤张力值越大，即土壤中的水分越少，植物根系吸水的困难度也就越大。
土壤张力值对农作物的生长发育和灌溉管理起着重要的指导作用。
首先，土壤张力值能反映土壤中水分的含量和分布情况。
通过测定不同土层中的张力值，可以了解到不同深度土壤中水分的状况，从而指导农作物根系的生长方式和灌溉的时间和量。
其次，土壤张力值还能帮助合理安排农作物的灌溉管理。
通过测量土壤张力值，可以确定植物根系所需要的土壤水分，避免过度灌溉或水分不足的情况发生。
根据土壤张力值的变化，可以调整灌溉的频率和量，从而提高灌溉的效果和水资源的利用率。
此外，土壤张力值还能预测土壤中的水分含量和水分运移速率，对防治土壤漏斗现象、减少土壤水分蒸发起着重要作用。
通过测量土壤张力值，可以及时了解到土壤中水分的流动状态，从而及时采取有效的管理措施，保持土壤中水分的平衡，提高土壤的保水能力。
在实际应用中，测量土壤张力值可以使用土壤压力计、细管浸透法等方法进行。
测量过程中需要注意样品的选择和处理，保证测量结果的准确性和可靠性。
综上所述，土壤张力值是土壤中水分运动和植物根系吸水的重要指标。
通过测量土壤张力值，可以指导农作物的生长和灌溉管理，提高水资源的利用效率，防治土壤水分蒸发和漏斗现象。
因此，深入了解土壤张力值的含义和测定方法，对于农业生产和水资源管理具有重要的意义。
毛细屏障带的作用机理及其在工程中的应用
毛细屏障带的作用机理及其在工程中的应用摘要：毛细屏障带是一种取材方便、造价低、耐久性好且环保的覆盖层系统。
本文基于非饱和土力学的渗流理论对毛细屏障带的作用机理进行了概述，并综述了毛细屏障带在工程应用现状，通过对国内外关于毛细屏障带相关研究成果的总结认为毛细屏障带具有良好的环保效益及技术可行性，但国内相关的研究仍较匮乏，需要开展进一步的现场试验、数值模拟和工程实践。
关键词：毛细屏障带，作用机理，渗透系数，应用Mechanism of capillary barrier and its application in engineeringXIE Xiao 1,2,3,4*(1. Shaanxi Province Land Engineering Construction Group, xi’an, 710075, China; 2. Institute of Shaanxi Land Engineering and Technology Co., Ltd. , Xi’an,710075, China;3. K ey Laboratory of Degraded and Unused Land Consolidation Engineering, the Ministry of Natural Resources, Xi’an710075, China; 4. Shaanxi Provincial Land Consolidation Engineering Technology Research Center, xi’an, 710075)Abstract: Capillary barrier belt is a kind of covering system with convenient materials, low cost, good durability and environmental protection. Based on the seepage theory of unsaturated soil mechanics, this paper summarizes the mechanism of capillary barrier zone, and the application status of capillary barrier zone in engineering. Throughthe summary of the relevant research results at domestic and abroad,it is considered that the capillary barrier zone has goodenvironmental benefits and technical feasibility, but the relevantresearch in China is still scarce, further field tests, numerical simulation and engineering practice are needed.Key words: Capillary barrier, mechanism, permeability coefficient, engineering practice0 引言毛细屏障带即毛细阻滞覆盖层是由粒径具有差异性不同土层组成的，具有相对较低渗透系数的一种土层结构(见图1)。
毛细透排水带
毛细透排水带(2011-10-05 19:43:19)转载▼标签：分类：隧道及地下工程沟槽毛细现象土壤复合塑料水分杂谈传统之透水管材大都於上半部开设槽孔，作为进水下部并无开孔，因此土壤颗粒无可避免的随同进水水流渗入管内，同时也逐渐在管外孔隙周围产生淤积终至堵塞，本公司产品则改采密集沟槽，内大外小之设计，且埋设时沟槽面向下，而使水流由下往上倒吸进入毛细导水管（功能一），如此一来土壤颗粒因重力自然沉殿，不致随同水流进毛细导水管内，同时也不会在进水槽沟附近产生淤积现象（功能二），但是朝下之沟槽既能进水，同样也造成漏水之后果，此时毛细透水带则利用表面张力，使水在沟槽上产生封闭效果不致回漏（功能三），当水分进入时，毛细现象会自然而然对土壤中之水分产生抽吸之效果直到灌满，并以重力流向外排放（功能四），当水流到达出口，将因落差产生虹吸作用（功能五），进一步对土壤内部产生负压，大幅增加吸排水效率。
请参阅下图：物理数据物性单位平均数据材质耐候性复合塑料宽度CM 110+-5% 220+-5%厚度MM 2+-15% 每卷长度(33KG每项卷) M 100+-2% 开孔率有效进水开槽面积/整体>20面积流量(10CM水头高度) 公升/分钟>4 抗压力(40%) kgf/cm2 >30抗拉力(纵向) kgf/cm2 >6.0抗剪力(纵向) N/mm >30抗酸性优良抗碱性优良纵向通水量cm3/s 267 安装说明：隧道工程排水施工说明∙1.将毛细透排水带背面贴紧於隧道结构物外缘四周，以紧密包果整座隧道之方式铺设。
本产品除提供排除地下水功能外，兼具防水功能，可取代传统防水膜，避免地下水渗入隧道内。
∙2.毛细透排水带之搭接，可采用本公司所提供黏著剂，将毛细透排水带依现地之尺寸，搭接成一大片毯状物，以供大面积排水及防水之用。
∙3.使用一公司所提供之毛细透排水带与集水管之衔接附件，将上述毛细透排水带所收集之水分导至集水管内，再将水排出。
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第34卷第3期吉林大学学报(工学版)Vol.34No.3 2004年7月Journal of Jilin U niversity(Engineering and T echnology Edition)July2004文章编号:1671-5497(2004)03-0517-04土壤-犁壁界面毛细负压的形成和作用邓石桥,任露泉,韩志武(吉林大学地面机械仿生教育部重点实验室,吉林长春130022)摘要:根据毛细现象的附加压强理论,解释了剪断毛细管后,管中剩余的水分处于悬浮状态这一现象;结合土壤含有丰富毛细管的事实和耕地时犁铧切断土壤毛细管的过程分析,证明了土壤-犁壁界面存在由弯月面的附加压强产生的毛细负压,同时给出了毛细负压产生的判定式。
根据界面粘附功的Young-Dupre方程,应用毛细负压的观点解释了水接触角大的材料和仿生非光滑表面的减粘机理。
关键词:农业工程;界面;土壤粘附;毛细管;负压中图分类号:S222文献标识码:AFormation of capillary negative air pressure on interfaceof soi-l moldboard and its functionDENG Shiqiao,REN Luquan,HAN Zhiwu(K ey L aboratory f or T er r ain-M achine Bionics Engineer ing,M inistr y of Education,Jilin Univer sity,Changchun130022, China)Abstract:The phenomenon that the moisture in the rem ained capillary tube stands in suspension state after shearing off the lower capillary tube near the w ater surface of the basin caused by the added pressure from the capillary meniscus is explained by the theory of the capillary added pressure.According to the fact that there are plenty of capillaries in tillage soil and the plowshare cuts off the soil capillaries w hen cultiv ation, the capillary neg ative air pressure w as produced on the interface of soi-l moldboard,and its formulation was g iven.Based on the Young-Dupre equation on the interface adhesion w ork,the mechanism of reducing soil adhesion of the materials of big w ater contact angle and the bionic non-smooth surface could be ex plained from the effect of the capillary negative air pressure.Key words:agricultural engineering;interface;soil adhesion;capillary;negative air pressure毛细负压是形成土壤-犁壁界面土壤粘附的重要原因之一[1]。
但对毛细负压产生的机理报道很少。
在常见的耕作深度(10~40cm)[2]范围内,土壤的孔隙度一般在50%左右[3],即存在许多毛细管。
耕地的过程实际上可看作犁铧剪断土壤毛细管的过程。
剪断毛细管后,管中毛细水的形态对其产生粘附的收稿日期:2004-01-14.基金项目:教育部科学技术研究重点资助项目(02089);国家重大基础研究前期研究专项资助项目(2002CCA01200).作者简介:邓石桥(1955-),男,副教授.E-mail:dengshiqiao@通讯联系人:任露泉(1944-),男,教授,博士生导师.E-mail:lqren@机理有着重要的影响。
作者用玻璃纤维管模拟毛细管进行了试验,应用毛细负压的观点解释了水接触角大的材料和仿生非光滑表面的减粘机理。
1 剪断毛细管的试验如图1所示,将玻璃纤维管插入盛满水的盆中,在水表面张力的作用下,毛细管的液面高于水盆液面,管越细则液面越高,这就是常见的毛细现象[4]。
产生毛细水上升(见图1)的条件是毛细管壁能够被水湿润,即毛细管材料的水接触角为锐角。
如果毛细管的材料不能被水湿润,则管中水将下降到低于水盆液面的相应位置[4]。
模拟犁地时犁铧切割毛细管的过程,快速剪断该纤维管,发现管中毛细水流出少许后不再流出,在剪断部位形成如图1(b)所示的弯月面。
当毛细管壁的接触角H <90b 时,在图1(a )所示情况下对毛细水上升机理的阐述见文献[5]。
虽然对产生毛细现象的机理有多种解释,但毛细现象是由毛细水的表面张力产生的、弯月液面的形成是水的表面张力与管壁材料接触角共同作用的结果等基本观点是一致的。
毛细管中毛细水的上升高度h 为:h =2C cos H /(Q gr )(1)式中:C 为水的表面张力系数;H 为毛细管壁的接触角;Q 为水的质量密度;g 为重力加速度;r 为毛细管半径[5,6]。
图1 剪断毛细管的试验图Fig.1 Shear ing the capillary tubeH -接触角;C -水表面张力;r -纤维管半径;p 0-大气压力;p i -管内各点压力;R -弯月面曲率半径到目前为止,研究剪断毛细管时毛细水形态的试验还未见报道。
剪断毛细管后,毛细水不顺管流出而是在管中呈悬浮状态的原因也没有确切的解释。
为此作者进行了如下分析。
毛细水的悬浮与毛细水的上升机理有密切的关系。
土壤毛细水的悬浮是常见现象。
在土壤学中毛细水一般分为毛细悬浮水和毛细上升水[3]。
根据Young -Laplace 公式,毛细管中的弯月液面的两侧必然存在压力差,即附加压强$p 。
把附加压强$p 作为产生毛细水上升的原因是解释毛细现象的常用方法之一,其前提条件是附加压强$p 与毛细管中上升水柱的总静水压强p 2j 相等[7]。
其中,附加压强$p 使水柱提升,总静水压强p 2j 起抵消$p 的作用。
计算式为:$p =p 1-p 0=2C cos H /r p 2=h Q g式中:p 0为外界大气压。
计算结果$p 为一负值。
在图1(b )所示状态,由于静水压强p 2j 减少至s Q g (s 为上弯月面最低点至剪断位置的距离),对上弯月面附加压强$p 1的抵消作用减弱。
在$p 1的作用下,管中水柱上升或呈上升趋势;同时,剪断处的水表面在内部水分子的作用下产生表面张力,形成下弯月面并产生附加压强$p 2。
$p 2和p 2j 共同抵御$p 1对毛细管中水柱的上拉作用,并逐渐达到新的力平衡。
因液体表面张力系数C 不受弯月面面积大小的影响[4],而且上、下弯月面的接触角不相等[5],故图1(b )所示状态的平衡方程为:$p 1=$p 2+p 2j(2)因液面弯曲产生的附加压强$p 1、$p 2分别为:$p 1=2C cos H 1/r $p 2=2C cos H 2/r(3)代入式(2),并考虑正负号,有:#518#吉林大学学报(工学版)第34卷-2C cos H 1/r =Q gs -2C cos H 2/r (4)化简得:cos H 2-cos H 1=r Q gs /(2C )(5) 由式(5)可见,方程右边为一正数。
若要使管中毛细水达到平衡,必然有不等式H 2<H 1成立,说明下部弯月面的曲率半径小于上部弯月面的曲率半径。
这与剪断毛细管试验的观察结果一致,也与/接触角是个有最大值的变化量0的观点相符[5]。
上述分析说明,剪断毛细管后毛细水的悬浮现象建立在Laplace 方程的基础上,即上部弯月面的曲率半径大,下部弯月面的曲率半径小,造成两处的附加压强存在差值,在剪断毛细管后的剩余静水压强p 2j 的辅助作用下达到力平衡,使毛细水处于悬浮状态。
2 界面毛细负压的形成耕地过程是犁铧切割毛细管的过程。
假定切割毛细管后,犁壁表面与毛细管管壁贴合严实,则管中毛细水的受力状况如图2所示:下部受犁壁表面粘附力R s 的作用,上部受弯月面附加压强$p 1的作用。
图2 毛细管与犁壁表面贴合状态图F ig.2 Contact state of the capillary tubeand the surface of mold -bo ar d 管中毛细水是否平衡,取决于附加压强$p 1和粘附力R s 与静水压强p 2j 的和是否相等。
在毛细管壁与犁壁表面接触处,当水能形成水膜并与外部相对封闭时,若条件式$p 1>R s +p 2j (6)成立,则因$p 1的上拉作用管中毛细水无法平衡,故对犁壁表面产生一种抽真空作用,称之为毛细负压。
该毛细负压、R s 和p 2j 共同作用与$p 1平衡。
该毛细负压通过毛细管壁转移到土壤与犁壁的接触面上,使法向载荷增加,从而使界面由此负压产生的法向粘附力增加。
此种情况一般对应土壤含水量较大的情况。
当公式$p 1[R s +p 2j (7)成立时,因$p 1被直接平衡,或R s 和p 2j 的共同作用使上部弯月面的曲率进一步增大,造成$p 1增大而达到新的平衡,界面不会产生抽真空的效果。
此种情况一般对应土壤含水量小的情况。
从式(6)、(7)可见,界面毛细负压的产生与粘附力R s 有关。
分析式(6)可知,R s 越小,越容易产生界面毛细负压。
但是,式(6)只是产生界面毛细负压的必要条件。
其充分条件是毛细管壁与犁壁表面结合部位的水膜应具有一定的粘附力,使毛细管与外界形成封闭内腔。
只有同时满足这两个条件,界面才能形成毛细负压。
由于土壤是固、液、气三相体,R s 过小,使得毛细管壁和犁壁表面难以完全封闭,毛细管内腔和土壤外界相通,无法形成负压。
在此情况下,即使式(6)得到满足,附加压强$p 1只能将毛细管的水提升,而不能产生作用于界面的负压。
当土质和含水量等状况确定时,R s (即粘附功W sl )的大小由接触角H 决定。
下式为表示粘附功W sl 的Young -Dupre 方程[7]:W sl =C lg (1+cos H )(8)式中:下标s 表示固体,l 表示液体,g 表示气体。