第一章 土的物质构成及分类
高一地理土壤部分知识点
高一地理土壤部分知识点土壤是地球表层的一种重要自然资源,对于人类的生存和发展起着至关重要的作用。
作为地理学的一部分,土壤学研究着土壤的形成、性质及其与环境的相互关系。
本文将介绍高一地理课程中涉及的一些土壤的基本知识点。
一、土壤形成土壤的形成是一个漫长而复杂的自然过程。
在形成过程中,地球上的岩石经过物理、化学和生物作用逐渐分解、破碎,并与气候、植被等因素相互作用,最终形成土壤。
土壤的形成过程中,物理作用主要包括风化、水浸、温度变化等;化学作用则涉及酸碱性、氧化还原等反应;而生物作用则是指植物和微生物的生活活动对土壤的影响。
二、土壤的组成土壤由固体、液体和气体三个部分组成。
固体部分主要包括矿物质、有机质和土壤微生物。
其中矿物质占主导地位,通常由硅酸盐矿物、氧化物和碳酸盐矿物组成。
有机质则是指土壤中残体、粪便等有机物的积累形成的黑色或棕色物质。
土壤微生物是土壤中生物多样性的重要组成部分,包括细菌、真菌、原生动物等。
液体部分是指土壤中的土壤溶液,其中溶解有机物和无机物质。
气体部分则包括土壤中的氧气、二氧化碳、水蒸气等。
三、土壤的性质土壤的性质主要包括物理性质、化学性质和生物性质三个方面。
物理性质指土壤颗粒的大小、结构以及孔隙度等。
土壤的颗粒大小可分为黏粒、粉粒和砂粒三类,土壤颗粒的组成直接影响土壤的保水性和通气性。
土壤的结构可以是块状、粒状或块、粒状结合而成的块粒状结构。
土壤孔隙度则是指土壤中的孔隙空间占总体积的比例,决定了土壤的保水性和透气性。
化学性质指土壤的酸碱性和养分含量等。
土壤的酸碱性通过pH值来表示,对不同植物生长环境有着重要影响。
土壤中的养分主要包括氮、磷、钾等元素,这些元素对植物的生长发育至关重要。
生物性质主要指土壤中的微生物和生物多样性,在土壤形成和养分循环过程中起着重要的作用。
四、土壤的分类土壤的分类主要有三大系统,即土壤类型分类、土壤发生分类和土壤类型分类。
土壤类型分类是根据土壤形成过程和地貌地质特征进行的分类。
小学科学土壤的成分(课件含练习)
小学科学土壤的成分(课件含练习)土壤是地球表面上一种特殊的物质,是植物生长及生物活动的基础。
小学科学中,学生常常需要了解土壤的成分以及其重要性。
本文将为您详细介绍土壤的成分,包括其物理成分、化学成分以及有机成分,并附上一份课件和练习,帮助学生更好地理解和记忆。
一、土壤的物理成分土壤的物理成分主要包括:固体颗粒、孔隙和毛管水等。
固体颗粒是土壤中的颗粒状物质,包括砾石、沙粒、粉状物质等。
它们的大小和形状各不相同,直接影响着土壤的通气性、保水性和栽培性。
孔隙是固体颗粒间的空隙,可以存在于微小孔隙和大孔隙两种形式。
微小孔隙对土壤的保水和透气起着重要的作用,而大孔隙则影响土壤的排水能力。
毛管水指的是土壤颗粒表面吸附的水分,它能够滋养植物。
二、土壤的化学成分土壤的化学成分是指土壤中的化学元素和化合物。
主要包括无机物质和有机物质。
这些物质对植物生长和土壤肥力起着重要作用。
1. 无机物质土壤中的无机物质主要有氧化物、碳酸盐、矿物质等。
其中氧化物是经过长时间风化形成的,如二氧化硅、铝氧化物等。
碳酸盐是由二氧化碳和水合氧化钙等组成的。
矿物质是土壤中非生物形成的物质,具有各种各样的成分。
2. 有机物质有机物质是指由生物体或其残体分解而成的物质,主要包括植物残体、动物尸体和微生物等。
有机物质是土壤中的重要组成部分,其中含有丰富的养分,对植物生长至关重要。
三、土壤的有机成分土壤中的有机成分主要有腐殖质和有机肥料。
腐殖质是指土壤中经过微生物分解矿化的有机物质,是土壤生物活动的产物,具有黑色或棕色。
腐殖质能够改良土壤结构、增强土壤保水能力、改善土壤肥力。
有机肥料是指来源于动植物或其残体的肥料,如鸡粪、牛粪、蚯蚓粪等。
有机肥料能够提供植物所需的养分,改善土壤肥力,增加农作物产量。
综上所述,土壤的成分包括物理成分、化学成分以及有机成分。
物理成分决定了土壤的结构和性质,化学成分对土壤肥力和养分提供起着重要作用,有机成分则是土壤的重要组成部分,对植物生长至关重要。
土的物质组成与结构构造
〔一〕原生矿物
土中的原生矿物是岩石风化过程中的产物, 保持了母岩的矿物成分和晶体结构,常见的如 石英、长石、角闪石、云母等。这些矿物是组 成土中卵石、砾石、砂粒和某些粉粒的主要成11
原生矿物的主要特点是: 颗粒粗大,物理、化学性质比较稳定,抗水性和
抗风化能力较强,亲水性弱或较弱。它们对土的工程 性质的影响比其它几种矿物要小得多,主要差异表现 在颗粒形状、坚硬程度和抗风化稳定性等几方面。
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①不均匀系数定义为〔Cu〕 ②曲率系数定义为〔Cc〕
Cu
d 60 d 10
C
d2 30
c dd
10 60
式中:
d60—限定粒径。当小于某粒径的土粒质量累计 百分数为 60%时,相应的粒径称为d60 。 d10—有效粒径。当小于某粒径的土粒质量累计 百分数为10%时,相应的粒径称为d10。 d30—当小于某粒径的土粒质量累计百分数为 30%时的粒径用d30表示。
状构造中,因裂隙强度低、渗透性大,工程性质
差。
b2
33
对于级配良好〔 Cu>5,且Cc=1-3)的土,较 粗颗粒间的孔隙被较细的颗粒所填充,因而土的 密实度较好,相应的地基土的强度和稳定性也较 好.透水性和压缩性也较小,可用作堤坝或其它 土建工程的填方土料。
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第三节 土的矿物成分和化学成分
一 土的矿物成分
土中的固体颗粒是由矿物构成的。按其成 因和成分可分为原生矿物、次生矿物、有机质
例如,分别由石英和云母类矿物组成的土,尽管 土的粒度成分和密实度相同。但由于石英的坚硬程度、 抗风化能力远大于云母,故主要由石英颗粒组成的土, 其强度将远大于由云母颗粒组成〔或含云母较多〕的 土,其变形相应也小得多。
12
土力学第一章 土的组成
试验方法
筛分法:适用于0.075mm≤d≤60mm 比重计法:适用于d<0.075mm
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筛分法
用一套孔径不同的筛子,按 从上至下筛孔逐渐减小放置。 将事先称过质量的烘干土样 过筛,称出留在各筛上的土 质量,然后计算其占总土粒 质量的百分数
12
比重计法 利用不同大小的土粒在水中的沉降速度不同来
确定小于某粒径的土粒含量
弱结合水:紧靠强结合水的外围形成的结合水膜,所 受的电场作用力随着与颗粒距离增大而减弱
2.自由水
存在于土粒电场影响范围以外,性质和普通水无异,能 传递水压力,冰点为0℃,有溶解能力
以两种形式存在:毛细水、重力水
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二、土中水和土中气
1、土中水
土中水含量变化明显影响土的性质(尤其是粘性土)
结合水
液态水 强结合水(吸着水) 弱结合水(薄膜水)
5
土粒
原生矿物
由岩石经物理风化生成的, 颗粒成分与母岩的相同, 常见的有石英、长石和云母 颗粒较粗,多呈浑圆形状, 吸附水的能力弱,无塑性。
水溶盐
可溶性次生矿物。常见的有岩盐 、钾盐、石膏、方解石,硫酸盐 类还对金属和混凝土有一定的 腐
蚀作用
次生矿物
由原生矿物经化学风化生成的新矿 物 它的成分成分与母岩的完全不同, 有高岭石、伊利石和蒙脱石粘土矿 物 颗粒极细,且多呈片状, 性质活泼,吸附水能力强,具塑性
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§2 土中固体颗粒
1 土粒的粒度成分
如石英、长石、云母等 ) 原生矿物(造岩矿物, 无机矿物颗粒 化后的产物,主要有粘 土矿物) 次生矿物(原生矿物风 蒙脱石 氧化物胶体(Al2O3、Fe2O3)和盐类 (CaCO3、CaSO4、NaCl等) 粘土矿物伊利石 高岭石 物参与的风化。淤泥、 淤泥质土,腐质土) 有机矿物颗粒(由微生
工程岩土学- 第一章
§1.3 土的矿物成分(
P9 P33 )
P9)
原生矿物
简单盐类
一.土的矿物成分的基本类型(
土 的 矿 物 成 分
无机矿物
有机矿物
P 19
{ {
次生粘土矿物
生物残骸 腐殖质
原生矿物————岩浆中直接生成的矿物, 是岩石经物理风化破碎但成分没有发生变化 的矿物碎屑。如石英、长石、云母、方解石、 角闪石、辉石等; 次生粘土矿物————是原生矿物经过化学 风化作用,形成的一些颗粒更细小的新矿物。
一.粒径和粒组(P33)
单位一般采用毫米(mm)。
1.粒径——土颗粒的大小,通常以其直径(d)来表示,
注:土颗粒并非理想的球体,应理解为土粒的平均直径或等效直径。
当土的粒径在某一范围内变化时,土的工程地质性 质差别不大。为了便于研究粒径与土的工程地质性 质的关系,将自然界中土颗粒的粒径变化范围划分 为几个区段,每个区段中包括的土粒成分相近,性 质相似。
0.88 2.4
不良 良好
三.土按颗粒组成的分类(P37)
1.粗粒土与细粒土的划分:
粗粒土——d>0.074mm的颗粒含量超过50%的土 细粒土——d<0.074mm的颗粒含量超过50%的土
2.粗粒土与细粒土的进一步细分:按照各粒组颗粒的百分
含量细分(P37表2-2)
注:①粗粒土定名时,按粒径由大到小,以最先符合者确定;
土的三相组成不是绝对不变的,其中固相 部分随时间、自然环境的变化较小;而土中 的水和空气对客观环境的变化非常敏感。
§1.2
土的粒度成分
土的工程地质性质主要取决于固相,特别是土粒的 大小和矿物类型。自然界中的土颗粒大小相差极为 悬殊(几十厘米以上~小于1微米),由它们组成的 土的性质也必然存在很大的差异。因此,研究土的 工程地质性质首先应研究组成土的土颗粒的大小。
土力学
第一章土的组成1土的定义:土是岩石风化的产物。
常见的化学风化作用:水解作用,水化作用,氧化作用。
2土是由固体颗粒,水,和气体组成的三相体系。
3固体颗粒:岩石风化后的碎屑物质简称土粒,土粒集合构成土的骨架4土具有三个重要特点:散体性;多相性;自然变异性5粒组:介于一定粒度范围内的土粒。
土粒的大小叫做粒度。
6采用粒径累计曲线表示土的颗粒级配;不均匀系数Cu:反映大小不同粒组分布的均匀程度,Cu越大,越不均匀。
曲率系数Cc:反映了d10、d60之间各粒组含量的分布连续情况。
Cc过大或过小,均表明缺少中间粒组。
7土粒大小:也称为粒度,以粒径表示;8土体:9粘土矿物10液相11强结合水是指紧靠土粒表面的结合水膜,亦称吸着水弱结合水紧靠强结合水的外围而形成的结合水膜,也称薄膜水。
12自由水指土粒表面引力作用范围之外的水.自由水分为:重力水,毛细水。
重力水是存在于地下水位以下的透水土层中的自由水。
毛细水存在于地下水位以上,受水与空气交界面处表面张力作用的自由水。
13土的构造:指同一土层中的物质成分和颗粒大小都相近的各部分之间的相互关系的特征。
有层理构造,裂隙构造,分散构造14土的结构:指土粒大小、形状、相互排列及其联结关系、土中水性质及孔隙特征等因素的综合特征。
有单粒结构,蜂窝结构,絮状结构15承压水16潜水:17排水距离18双面排水19电泳:在电场作用下向阳极移动;电渗:水分子在电场作用下向负极移动,因水中含有一定量的阳离子(K+,Na+等),水的移动实际上是水分子随这些水化了的阳离子一起移动。
20双电层:反离子层与土粒表面负电荷层组成双电层。
第二章土的物理性质及分类1重度:单位体积土的重量,用γ表示密度:单位体积土的质量,用ρ表示2干密度ρd干容重γd:单位体积内土粒的质量或重量饱和密度ρsat与饱和容重γsat :土中孔隙完全被水充满,土处于饱和状态时单位体积土的质量或重量浮密度与浮容重:单位体积内土粒质量与同体积水质量之差3土粒相对密度:土的质量与同体积4℃时纯水的质量之比4土的含水率w :土中水的质量与土粒质量之比.测定方法:烘干法。
高一地理土壤必考知识点
高一地理土壤必考知识点地理是一门揭示地球表层自然与人文现象及其相互关系的综合性学科。
在高中地理课程中,土壤作为地球表层自然现象之一,是地理学习的重点之一。
下面将介绍高一地理课程中的土壤必考知识点,以帮助同学们更好地掌握地理知识。
一、土壤的定义和形成土壤是指地球表层岩石经过风化和加入了有机物质后形成的一种生物活动介质。
土壤的形成是地壳活动、气候、植被和人类活动等多种要素综合作用的结果。
二、土壤的成分和组成土壤主要由五个常见成分组成:固体颗粒、液态水、气体、有机质和无机质。
其中,固体颗粒是土壤中最主要的成分,包括砂粒、粉粒和黏粒。
液态水和气体则存在于土壤孔隙中,有机质主要来自植物和动物的残体以及它们分解的产物,无机质则由各种矿物质组成。
三、土壤类型和特征根据土壤颗粒的比例和粒径大小,土壤可以分为砂壤、粉壤和黏壤。
砂壤的颗粒较大、通气性好,但保水能力较差;粉壤的颗粒适中,保水能力较好;黏壤的颗粒较小,保水能力非常好,但通气性较差。
四、土壤的物理特性土壤的物理特性包括质地、结构、容重和孔隙度等。
质地是指土壤颗粒的大小和组合方式,结构是土壤颗粒之间的排列方式,容重是单位体积土壤的质量,孔隙度是土壤孔隙占总体积的比例。
五、土壤的化学特性土壤的化学特性包括pH值、养分含量和酸碱度等。
pH值是反映土壤酸碱程度的指标,对植物生长和土壤肥力有重要影响。
养分含量则决定了土壤的肥力,主要包括氮、磷、钾等元素。
六、土壤的生物特性土壤是一个复杂的生态系统,其中有各种微生物、植物和动物的生活。
微生物对土壤有利于有机质的分解和养分的转化,植物则通过根系吸收土壤中的水分和养分,动物则参与有机质的分解和土壤通风等过程。
七、土壤的生态功能土壤在自然环境中具有多种重要的生态功能。
首先,土壤具有水分调节的功能,能够调节地表径流和地下水的供给;其次,土壤具有养分供给的功能,为植物提供生长所需的养分;还有,土壤还具有保持生物多样性和保存地质遗迹的重要作用。
第一章土的物理性质与工程分类-第一章土的物理性质及工程分
第一章土的物理性质及工程分类第一节土的组成与结构一、土的组成天然状态下的土的组成(一般分为三相)⑴固相:土颗粒--构成土的骨架,决定土的性质--大小、形状、成分、组成、排列⑵液相:水和溶解于水中物质⑶气相:空气及其他气体(1)干土=固体+气体(二相)(2)湿土=固体+液体+气体(三相)(3)饱和土=固体+液体(二相)二、土的固相——矿物颗粒土粒粒径大小及矿物成分不同,对土的物理力学性质有着较大影响。
如当土粒粒径由粗变细时,土的性质可从无粘性变化到有粘性。
(一)土的粒组划分工程上将物理力学性质较为接近的土粒划分为一个粒组,粒组与粒组之间的分界尺寸称为界限粒径。
土颗粒根据粒组范围划分不同的粒组名称:六大粒组:块石(漂石)、碎石(卵石)、角粒(圆粒)、砂粒、粉粒、粘粒界限粒径分别是:200mm、20mm、2mm、0.075mm、0.005mm,见下表。
表1-1 粒组划分标准(GB 50021—94)(二)土的颗粒级配自然界的土通常由大小不同的土粒组成,土中各个粒组重量(或质量)的相对含量百分比称为颗粒级配,土的颗粒级配曲线可通过土的颗粒分析试验测定。
1.颗粒大小分析试验方法(1)筛分法:适用60—0.075mm的粗粒土(2)密度计法:适用小于0.075mm的细粒土2.颗粒级配曲线——半对数坐标系3.级配良好与否的判别1)定性判别(1)坡度渐变——大小连续——连续级配(级配曲线)(2)水平段(台阶)——缺乏某些粒径——不连续级配(1)曲线形状平缓——粒径变化范围大——不均匀——良好(2) 曲线形状较陡——变化范围小——均匀——不良 2) 定量判别:不均匀系数 1060d d C u =103060d d d 分别表示级配曲线上纵坐标为60% 30% 10%时对应粒径 不均匀系数越大,土粒越不均匀,工程上把5<u C 的看作是均匀的,级配不好;把10>u C 大于的土看作是不均匀的,级配良好。
泥土成分知识点总结
泥土成分知识点总结泥土是地球表面的一种物质,它是由碎石、矿石、有机物质和水混合而成的。
泥土是大自然中的重要资源,是植物生长的基础。
泥土成分的知识点主要包括泥土的物理性质、化学成分和生物组成。
这些知识点对理解泥土的性质和作用有着重要的作用,下面将逐一介绍这些知识点。
1. 泥土的物理性质泥土是由颗粒和空隙组成的。
颗粒主要包括砂、粉砂、粘土和有机质四种。
砂颗粒直径大于0.05毫米,粉砂颗粒直径在0.05毫米到0.002毫米之间,粘土颗粒直径小于0.002毫米。
泥土中的颗粒大多是由矿物质构成的,这些矿物质来源于岩石的风化和分解。
有机质是泥土中的另一个重要成分,它主要来源于植物残渣和微生物的分解。
泥土中的空隙是由颗粒之间的间隙和颗粒周围的空隙组成的。
空隙的大小和分布对泥土的透气性和排水性有着重要的影响。
2. 泥土的化学成分泥土是由多种元素和化合物组成的。
其中,氧、硅、铝、铁、钙、钾、钠是泥土中含量最丰富的元素。
这些元素通常以矿物质的形式存在于泥土中,它们的含量和种类对泥土的化学性质和植物生长有重要的影响。
此外,泥土中还含有一些重金属元素,如铅、镉、铬等。
这些重金属元素的含量过高会对土壤和植物造成危害。
泥土中的有机物质是泥土中的另一个重要成分。
有机物质包括植物残渣、动物残渣和微生物分解产物。
有机物质对泥土的结构和性质有着重要的影响,它可以改善泥土的透气性、保水性和肥力,是植物生长所需的重要营养物质。
3. 泥土的生物组成泥土中存在着大量的微生物和生物体。
微生物主要包括细菌、真菌和放线菌等。
它们在泥土中扮演着重要的角色,可以分解有机物质、改善土壤结构,还可以和植物共生,提供氮、磷、钾等营养物质。
此外,泥土中还存在着各种土壤动物,如蚯蚓、昆虫等。
它们可以改善土壤的通气性和排水性,还可以促进有机物质的分解和转化。
以上是泥土成分的主要知识点,了解这些知识点对理解泥土的性质和作用非常重要。
希望以上内容对您有所帮助。
土壤的基本知识
土壤的基本知识
土壤是地球表面一层疏松的物质,主要由各种颗粒状矿物质、有机物质、水分、空气和微生物等组成,是植物生长的基石。
土壤的组成包括固体物质(如矿物质、有机质和微生物)、液体物质(如土壤水分)和气体(存在于土壤孔隙中的空气)。
根据土壤质地不同,土壤可分为砂质土、粘质土和壤质土。
砂质土主要由直径大于1毫米的砾石构成,土壤容积比重在~克/厘米3之间,土壤昼夜温差大,通透性好,有机质矿质化快,易耕作,但保水保肥能力差,肥力一般较低。
粘土主要由直径小于毫米的泥粒构成,土壤比重在~克/厘米3之间。
土壤硬度大,粘着性、粘结性和可塑性都强,适耕性差,土壤保水保肥力强,潜在肥力较高。
但土紧难耕,土温低,肥效不易发挥。
壤土的泥砂比例适中,一般砂粘占40~55%,粘(泥)粒占45~60%。
土壤容重在~克/厘米3之间。
质地轻松,通气透水,保水保肥力强,是水、肥、气、热协调的优质土壤。
以上信息仅供参考,如需获取更多详细信息,建议查阅土壤学相关书籍或咨询农业专家。
土壤的元素组成及成分
土壤的元素组成及成分土壤是地球表面的一种自然资源,它由各种不同的成分组成。
这些成分包括无机物、有机物、水分和空气。
每个成分都起着重要的作用,共同构成了土壤的元素组成。
无机物是土壤中最主要的成分之一。
它包括矿物质和土壤颗粒。
矿物质是土壤中的无机化合物,包括石英、长石、云母等。
这些矿物质是土壤的主要固体组成部分,为土壤提供了机械支持和空气通透性。
土壤颗粒由不同大小和形状的颗粒组成,包括沙、粉砂、黏土等。
这些颗粒对土壤的水分保持和养分供应起着关键的作用。
有机物是土壤中的另一个重要成分。
它主要由已经死亡并分解的植物和动物的残骸组成。
这些有机物经过分解,形成腐殖质,它们富含碳、氮、磷等养分,为土壤提供了养分供应和水分保持的能力。
有机物还能改善土壤的结构,增加土壤的通透性和保水能力。
水分是土壤中的重要组成部分。
土壤中的微小孔隙中充满了水分。
水分对土壤的养分供应和植物生长起着关键的作用。
它可以溶解土壤中的养分,并通过根系被植物吸收。
水分还能影响土壤的结构,增加土壤的稳定性和通气性。
空气是土壤中的另一个重要成分。
土壤中的微小孔隙中充满了空气。
空气中含有氧气和二氧化碳等气体,对土壤中的微生物和植物生长起着关键作用。
氧气是植物呼吸和微生物活动的必需气体,而二氧化碳是植物进行光合作用所需要的气体。
土壤的元素组成及成分包括无机物、有机物、水分和空气。
每个成分都起着重要的作用,共同构成了土壤的特性和功能。
这些成分相互作用,使土壤成为生物生存和植物生长的重要环境。
我们应该珍惜土壤资源,保护土壤环境,以确保可持续农业和生态系统的发展。
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。
第一章-土壤形成
我国土壤形成中主要成土过程
原始成土过程 有机质聚合过程 粘化过程 钙积与脱钙过程 盐化脱盐过程 碱化与脱碱过程 富铝化过程 灰化过程 潜育化和潴育化过程 白浆化过程 熟化过程 退化过程
1 原始成土过程:从岩石地表着生微生物和低 等植物开始到高等植物定居之前形成的土壤过 程。三个阶段:岩漆阶段、地衣阶段和苔藓阶 段
土壤发生中普遍存在的3种基本成土作用
主要有有机质的形成和分解 原生矿物的分解和粘粒矿物的形成 物质的迁移
原生矿物的风化和粘粒矿物的形成
原生矿物的风化主要包括物理风化作用、 化学风化作用、生物风化
由原生矿物形成粘粒矿物的作用分为转 变和新生两种方式,转变是指同一结构 类型的层状硅酸盐矿物之间的互变,也 包括2:1型向1:1型矿物的改变;而新 生则是晶体结构瓦解后再从溶液中合成 出的另一种矿物的作用
生物迁移:植物的庞大根系从土体中吸收养料元素形成植物的 有机体,并以其有机残落物及死亡根系残留在表土,矿化后补 偿了土壤矿物质成分的淋溶损失,且有所积累
主要的4种成土过程
成土过程按照物质迁移和转化的特征, 可分为4大类: 物质加入土体者 物质迁出土体者 物质在土体内迁移者 物质在土体内转化者
土壤形成中物质迁移和转化示意图
土壤能量转换示意图
土壤形成中的成土过程
两个循环是土壤形成的内因,五大自然成土因素 是土壤形成的外因。自然界中土壤的形成过程是非常 复杂的(一系列生物,物理,化学和生物化学过程构 成),其基本规律又是统一的(两个循环)。由于成 土条件的复杂性,决定了土壤形成过程总体的内容、 性质及其表现形式也是多种多样的。根据土壤形成中 物质能量迁移、转化的各自特点,我们可将土壤形成 过程总体,区分出各个具体的成土过程。
工程岩土学-第1章土的物质组成
1.3
土的矿物成分
一、土的矿物成分类型
原生 矿物 矿 次生 矿物
不可溶的
可溶的 腐植质 泥炭
粘土矿物 倍半氧化物 次生氧化物 难溶盐 中溶盐 易溶盐
物 有机质
原生矿物
石英、长石、云母等
矿
物
次生矿物
主要是粘土矿物, 包括三种类型: 高岭石、伊里石、蒙脱石
高 岭 石
伊 利 石
蒙 脱 石
高岭石
伊利石
粒径级配
组 (3)砾石 (4)砂粒组 (5)粉粒组 (6)粘粒组
筛分法
粗颗粒
水分法
细颗粒
筛分法
它是利用一套孔径大小 不同的筛子,将事先称 过重量的烘干土样过筛, 称留在各筛上的重量, 然后计算相应的百分数。
水分法常用比重计法:利用不同大小的土粒
在水中的沉降速度不同来确定小于 某粒径的土粒含量。
斯托克斯公式
蒙脱石
二、土的矿物成分与粒组的关系
• • • •
卵砾石组一般是由物理风化形成的岩石碎块(呈棱角状的 块石、碎石、角砾等)组成。 砂粒组的矿物成分主要是原生矿物,在较细粒中也有次 生矿物。 粉粒组往往是由抗风化能力较强的矿物,如石英组成。 粘粒组的矿物成分几乎都是由次生矿物与腐殖质组成的。
粘土矿物:
毛细水
分布在土粒内部相互贯通 的孔隙可以看成许多形状 不一、直径互异、彼此连 通的毛细管
分析对象: 水柱
πr2hcγw=2πrTcosα
•上升高度:
hc
2 T cos r
毛细升高与孔径成反比
土中毛细现象
粘土 粉土 砂土 砾石
毛细压力
2πrTcosα+ucπr2 = 0 • 假定α= 0, 毛细压力
第一章_土的成因及组成
铝氢氧八面体晶片的结构
粘土矿 物的晶 格构造
高岭石
伊利石
蒙脱石
粒 径 大 中 比表面积 10-20m2/g 80-100m2/g 胀 缩 性 小 中 渗 透 性 大 中 强 度 大 中 压 缩 性 小 中
小 800m2/g 大 小 小 大
比表面积 :单位质量 土颗粒所拥有的总表面 积
9克蒙脱土的总 表面积大约与一 个足球场一样大
粒径(mm)
d60 d10
d30
Cu
66
0.33 0.005 0.063
0.01 0.005
Cc
2.41
0.001
0.10 0.05
1.0 0.5
10 5.0
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
土的粒径级配累积曲线
d60 d50 d30
d10
小于某粒径之土质量百分数(%)
三、外力地质作用
作用在地壳表层、由地球外能及部分内能(地表物 质的重力能、结晶能、化学能等)引起的地质作用,称 为外力地质作用。
按其作用方式分为: (一)、风化作用 在温度变化、气体(氧、二氧化碳)、水 溶液、生物等因素作用下岩石、矿物的物理 状态或化学成分在原地发生变化的作用。 (二)、剥蚀作用 风、流水、冰川、湖海中的水在运动 状态下对地表岩石、矿物产生的破坏作用, 并把破坏了的产物搬离原地。 (三)、搬运作用 风化、剥蚀作用的产物被迁移到它处。
第一章 土的成因与组成
主要内容 介绍土的形成及物质组成,从定性 和定量两个方面描述土体的物质组 成\密实程度及工程应用
§1.1土的基本概念 §1.2土的成因 §1.3土的固相 §1.4土中的液相与气相 §1.5土粒相互作用与土的结构类型
(推荐)第一章_2_土壤的组成与性质
特性:除水铝英石外,一般对阳离子的静电吸附力较 弱.但是,铁铝氧化物,特别是它的凝胶态物质对阴离子(如 磷酸根离子)吸附能力强,其具有专性吸附能力.影响污染物 的行为.
分布特点:在红壤中分布广.
3 黏粒矿物表面功能团特性
1)层状硅酸盐矿物表面功能团
二类: 层状硅酸盐四面体片底部的硅氧烷三角网孔表面功能团 层状硅酸盐边面断键处的羟基
土壤定义:
不同学者有不同的观点和认识(工程专家、生态学 家、土壤学家、农学家、环境科学家)。
综合性定义:土壤是历史自然体,是位于地球陆地 表面和浅水域底部的具有生命力、生产力的疏松而 不均一的聚积层,是地球系统的组成部分和协调环 境质量的中心要素。
土壤具有的特征
➢ 具有生产力:水分、养分、材料、建筑基础 ➢ 具有生命力:生物多样性、能量交换、物质循环 ➢ 具有环境净化能力:吸附、分散、中和、降解 ➢ 是自然要素的中心环节:矿物颗粒、有机质、水、空气、开放
第一章:土壤的组成与性质
第一节: 土壤基本组成 第二节: 土壤性质 第三节: 土壤形成与发育 第三节: 中国土壤分布特点与分类 第四章: 土壤环境及其功能
第一章:土壤的组成与性质
第一节: 土壤基本组成 第二节: 土壤性质 第三节: 土壤形成与发育 第三节: 中国土壤分布特点与分类 第四章: 土壤环境及其功能
硅氧烷三角网孔功能团
层状硅酸盐边面断键处的羟基
类型: Si-OH (硅烷醇基) Al-OH (铝醇基)
M-OH 性质取决于M Si-OH,能解离出H+ Al-OH,其将与H+结合
2)粘粒氧化物和氢氧化物表面功能基
类型与活性 羟基与一个金属离键合---A, 最活性 能与H+形成配合物,也可释放质子
《土壤地理学》复习思考题
《土壤地理学》复习思考题第一章土壤系统组成、结构与功能1. 土壤由哪些物质组成?它们之间相互关系如何?(1) 土壤由三相物质五种组分构成:固相一一土壤矿物质、有机质和活的生命有机体;液相一一土壤水和土壤溶液;气相一一土壤空气。
⑵ 它们之间是相互联系、相互作用的有机整体;液相和气相经常处于此消彼长的状态。
2. 次生矿物有哪些类型?对土壤特性有哪些影响?(1) 可分成三类:简单盐类、次生氧化物矿物和次生铝硅酸盐矿物 (黏土矿物)。
(2) 既是土壤中黏粒和无机胶体的组成部分,有些可作为黏粒薄膜包裹着粉粒和沙粒,使它们染上各种颜色,并起着胶结剂的作用,使粗细颗粒互相黏结形成聚集体;也是土壤固体物质中最有影响的部分,土壤颗粒大小与其有一定关系。
3. 土壤有机质由哪些成分组成?对土壤有哪些影响?(1) 包括:动植物残体、微生物体及其不同分解阶段的产物,以及由分解产物合成的腐殖质等。
(2) ①有机质是作物氮、磷及硫等营养元素的给源,并且作为生理活性物质而影响作物的生长发育;②有机质特别是腐殖质本身的胶体特性对土壤的吸收性能、阳离子代换性能、与土壤金属离子的络合性能,以及对土壤缓冲性能等产生巨大的影响;③有机质还与土壤团聚体的结构状况有密切的关系,而它们又是影响土壤水分渗透、水分含量、耕性、通气性、温度、微生物活性,以及植物根的穿透性的主要因素。
4. 土壤有机质与腐殖质的概念有何不同?腐殖质的性质涉及哪些方面?(1) 腐殖质是土壤有机质的一个重要组分,它的含量占土壤有机质总量的50% —65% ;土壤有机质是泛指以各种形态和状态存在于土壤中的各种含碳有机化合物;土壤腐殖质是土壤有机质中暗色无定形的高分子化合物。
(2) 元素组成、功能团含量、分子大小和形状、化学结构、与其他物质之间的作用和生理活性。
5. 什么叫做土壤有机-无机复合体?它对土壤的特性有哪些影响?(1) 土壤有机一无机复合是有机物质与矿物质(或黏粒)通过各种力的作用相互结合的现象。
土壤学 第一章第二节
一般将土壤质地分为砂土、壤土和黏土。
3、不同质地土壤的生产特性
(1)砂质土(热性土): a 粒间孔隙大,毛管作用弱,通气透水性强,内部排
水通畅,不易积聚还原性有害物质,有机质分解快, 易释放有效养分; b 矿物成分主要是石英,含养分少,要多施有机肥料; 保肥性差,施肥后因灌水降雨而易淋失; c 含水量低,热容量较小,易增温也易降温; d 松散易耕,缺少有机质的砂土泡水后容易沉淀、板 结、闭气。
通过合理的灌排措施,不仅可以调节土壤温 度,而且也可以调节农田内部一定空气层的 气温、空气湿度等因素。
复习思路
谢谢同学们的聆听!
ANHUI AGRICULTURAL UNIVERSITY
第一章 第2节 土壤的组成
工学院 17农机教研室
什么是土壤???
目录
一、土壤矿物质 1.土壤矿物质的种类与化学组成 2.土壤的机械组成 二、土壤有机质 1.土壤有机质的组成 2.土壤有机质的转化 3.土壤有机质的转化条件 4.土壤有机质的作用 三、土壤空气与土壤溶液 1.土壤的空气的组成及其特点 2.土壤溶液
第五题
砂土、壤土和粘土是根据土壤质地而划分的。一般来讲砂土 的砂粒含量超过50%,粘粒含量小于30%。因此,其土壤 颗粒间孔隙大,小孔隙少,毛细管作用弱,保水性差。但砂 土通透性良好,不耐旱,土壤微生物以好气性的占优势。由 于其质地疏松,故耕作方便 。砂土的有机质分解快、积累 少,养分易淋失,致使各种养分都较贫乏。砂土中施肥见效 快,作物早生快发,但无后劲,往往造成后期缺肥早衰,结 实率低,籽粒不饱满。这类土壤既不保肥,也不耐肥。若一 次施肥过多,不但会造成流失浪费,还会造成作物一时疯长 。因此,在施肥上要注意少量多施,要多施有机肥和泥肥。
第一章土壤母质与矿物质
2.易溶于水的简单盐类
这些盐类物质都是植物的矿质营养元素的 最初来源,而母质中含盐基的数量也是影 响土壤肥力的一个十分重要的因素。
如 K2CO3 、 Ca(HCO3)2 、 Mg(HCO3)2 、 Ca(H2PO4)2等。
第一章土壤母质与矿物质
3.形成各种不同风化程度的次生矿物
第一章土壤母质与矿物质
植物根的机械破坏作用
第一章土壤母质与矿物质
砂岩中第的壤母质与矿物质
四、 风化作用的产物
岩石矿物遭到风化后,逐渐破碎成松散 物质,产生了三种风化产物。
1.风化残体 在风化过程中,一些难风化的矿物如石
英、白云母和一部分长石被保留下来, 由它们构成风化残积物的主体,成为土 壤固相粗土粒的主要来源。
物理风化主要是由温差引起岩石的热力 学变化。
第一章土壤母质与矿物质
气温变化
冰的冻结
第一章土壤母质与矿物质
风蚀柱示意图
风蚀蘑菇示意图
第一章土壤母质与矿物质
第一章土壤母质与矿物质
2.化学风化作用
化学风化作用是指岩石在水和空气(主要是 CO2、O2)的参与下进行的溶解作用、水化 作用、水解作用、氧化作用等的总称。
次生矿物的形成,是风化作用由量变到质变的 主要特征,是化学风化和生物风化作用的结果。 次生矿物颗粒大小一般均<0.001mm,大多 数呈胶体分散状态存在。由于颗粒小,有巨大 的表面积和表面能,它就是使母质产生吸附能 力的原因,由此也产生一定的粘结性、可塑性 和毛管现象,可使水分、养分在一定程度上得 以保蓄,为土壤肥力的发展创造了必要条件。
第一章土壤母质与矿物质
六、土壤母质的类型(续)
5 湖积体 ;6 风积体;7滨海沉积体 8 黄土母质 : 黄土是第四纪的一种特殊沉积物,据统计,全
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三、 粘土矿物
粘土矿物是次生矿物中数量最多的一种,是由各种硅酸 盐矿物分解形成的含水铝硅酸盐矿物,颗粒都极细小,是粘 粒组中的主要矿物成份。 (一)高岭石组:高岭石产生酸性环境中,是花岗岩风化后的产物。 (二)蒙脱石组:蒙脱百常由火山灰、玄武岩等转变而来,一般在 碱性、排水不良的环境里风化形成。 (三)伊利石组:伊利石是云母类粘土矿物的统称。 (四)绿泥石:绿泥石一般由变质岩风化而来,性质类似伊利石。 (五)水铝英石:水铅英石属非晶质矿物,通常同多水高岭石伴生, 在良好的排水条件下,由火山灰风化而成。工程性质的特点 是,凡含有水铝英石的粘土,都具有很高的灵敏性和活动性。
塑试样无侧限抗压强度的比值
四、粘性和塑性
土的粘性指土颗粒粘结在一起的性质,是粘性土的基本特征,它 可以从抗剪强度中的凝聚力和抗拉强度中反映出来,其本质是土粒间各 种作用力的综合体现。 粘性土随着含水量的变化可以处于不同的稠度状态--流态、塑态、 固态。塑态时的土在外力作用下可变成任意形状而不破坏土粒间的连结, 外力除去后能保持形状不变,这种性质称为关系
土的粘性越大(土的颗粒越细) ,同 一含水量时基质势的绝对值越大 (矿物的亲水性越强),吸力也越大。
同一种土,其结构类型也影响土水势, 同样含水量时,原状土的基质势较高 (基质势的绝对值较小),扰动土的基质 势较低。
第四节
土的物理化学性质
一、土粒间的相互作用 二、絮凝与分散 三、土的结构 灵敏度:同一种土的原状结构试样与重
第一节
土的矿物成分
一、土的矿物成分类型
(一)原生矿物:母岩物理风化,形状大小发生变化, 化学成分未改变。 (二)次生矿物:氧化、水化、水解及溶解等化学风化, 形成新的矿物成分。 (三)水溶盐:可溶性次生矿物--易溶盐、中溶盐及难 溶盐。 (四)有机质:动植物分解后的残骸,分解彻底的称为 腐殖质。
二、土的矿物成份和颗粒大小的关系
第一章
土的物质构成及分类
自然界的土由于其颗粒大小、形状、 矿物成分类型、结构构造及含水量(饱和 度)的不同,其性质相差很大。 本章从土的矿物成份、土颗粒的带 电性、土中水和气、土的物理化学性质 以及土的分类诸方面作一简单的介绍。
土是由固相、液相、气相组成的三相分散体。
1400
30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 10 20 30 40 50 60 70
美国、英国、德国、日本的土质分类的文字符号
三、我国土质分类的发展与问题
四、我国土质分类国家标准简介
国家标准:《土的分类标准》(GBJ 145-90) 其它行业标准
五、我国细粒土在卡萨格兰地塑性图上的分布规律
卡萨格兰地塑性图:卡萨格兰地曾将塑性图A线以上的上定名为粘土, A线以下的土定名为粉土。
四、粘土矿物的鉴定
(一)差热分析法 (二)扫描电镜试验(SEM) (三)X射线分析法(XRD) (四)化学分析法 (五)其他方法:染色法、红外光谱分析
过扫描电镜试验得到膨胀土微结构的图像,由图像中不同叠聚体的形态、 排列和基质等,可判别膨胀土的微结构类型。在前人研究的基础上[3][4],根 据不同的微结构类型可评定试样的膨胀势,以进一步研究膨胀土膨胀势提供依 据,也可定性的判别膨胀土的主要矿物成分。 X-射线衍射分析(XRD)方法一(定性半定量分析) X-射线衍射分析方法二(定量方法)
第三节
土中的水和气
充填于土粒间孔隙中的水和气与固相土粒相比更容易 变化。外界条件的改变,如大气降水、干旱、地下水升降, 都将引起土中水和气含量的明显变化,从而使土的性状发 生变化。 一、土中水的类型 (一)结合水 (二)非结合水 (毛细水、重力水) (三)固态水 二、土中的气体 空气、水气(气态水)、沼气等。
各国应用塑性图的实践证明,卡氏的此项规定并不完全合乎实际。在我国的 塑性图上,于A线之下出现了大批的红粘土和福建的花岗岩风化粘土,按它 们的粒度成分也都不是以粉土为主。
电镜试验可定性地判别土的矿物类别,在此基础上通 过x-射线衍射分析(K值法)可分析各矿物的物相含量, 试验结果可为工程中判别膨胀土提供依据。
第二节
粘土颗粒的带电性
自然界的土是由各种大小不同的颗粒组成的。对粘 性土来讲,其中粘粒的含量和类型对土的性质起着决 定性的影响。因为粘土颗粒极细,具有具大的表面积 和带电性。当其与水相遇时,将产生复杂的物理化学 变化,具有胶体分散系的一些特征。 一、粘粒的表面特性 (一)比表面积:单位体积土的颗粒所具有的表面积 (二)电动现象:电泳、电渗。 (三)粘粒表面电荷的来源: 二、双电层理论 三、离子交换
1200
O A
固结时间/min
粉质粘土 拟和曲线
1000 800 600 400 200
C
含水量/%
100kPa
拟合曲线
200kPa
B
拟合曲线
0
80
0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85
基质吸力/kPa
初始饱和度/%
粉质粘土水土特征曲线
固结时间与初始饱和度关系
五、蠕变特性 土是一种具有弹性、塑性和粘滞性的粘弹塑体
蠕变和次固结的关系
第五节
土质分类
一、土质分类及其意义 土质分类是土质学、土力学的基础理论之一,是将各种 自然土,根据本学科的认识水平,按其在实际应用中的共 性划分类或组。 普通分类:适用于各类工程建筑,涉及自然界的一切 土类、是一种较为通用的分类。涉及某一地区的地区性土 质分类,按性质也属普通分类。 专门分类:仅需满足某种建筑工程(工民建、道路工程、 铁道工程水利工程等)的需要。专门分类是普通分类的深 化与补充。 二、国外土质分类近况 美、英、德、日等同家的分类法,在分类原则上大体上 是相同的差异仅表现在具体划界的界限值方面。表1-7 美、 英、德、日类法用于土质分类的文字符号