The Zdánlivá hustota vzorku je definován jako podíl mezi jeho hmotou a nezměněným objemem, který zahrnuje všechny mezery nebo póry, které obsahuje. Pokud je v těchto prostorech vzduch, zdánlivá hustota ρb, nebo objemová hmotnost to je:
ρb = Hmotnost / objem = hmotnost částice + Hmotnost vzduch /Objem částice+ Objem vzduch
Když se počítá zdánlivá hustota vzorku půdy, musí se předem vysušit v sušárně při 105 ° C, dokud není hmota konstantní, což znamená, že se veškerý vzduch odpařil..
Podle této definice je zdánlivá hustota půd nebo suchá hustota, počítá se tímto způsobem:
ρs = Hmotnost pevných prvků / objem pevný + Objem póry
Označujeme jako M.s na suchou hmotnost nebo hmotnost a Vt = Vs + PROTIp jako celkový objem je vzorec:
ρs = M.s / Vt
Rejstřík článků
Jednotky objemové hmotnosti v mezinárodním systému jednotek jsou kg / m3. Jiné jednotky, například g / cm3 a megagramy / metr krychlový: Mg / m3 jsou také široce používány.
Koncept zdánlivé hustoty je velmi užitečný, pokud jde o heterogenní a porézní materiály, jako jsou půdy, protože mimo jiné svědčí o jejich odvodňovací a provzdušňovací schopnosti..
Například nízko porézní půdy mají vysokou sypnou hustotu, jsou kompaktní a mají tendenci snadno zaplavovat, na rozdíl od porézních půd..
Pokud je v pórech vzorku voda nebo jiná tekutina, objem po vysušení klesá, proto je při výpočtech nutné znát původní podíl vody (viz vyřešený příklad).
Zdánlivá hustota materiálů obecně, včetně půdy, je velmi proměnlivá, protože existují faktory, jako je stupeň zhutnění, přítomnost organické hmoty, její struktura, struktura, hloubka a další, které ovlivňují tvar a tvar. Množství pórů.
Půdy jsou definovány jako heterogenní směs anorganických látek, organických látek, vzduchu a vody. Na dotek mohou být textura jemné, střední nebo hrubé, zatímco jednotlivé částice mohou být uspořádány různými způsoby, parametr známý jako struktura.
Jemné, dobře strukturované půdy s vysokým procentem organické hmoty mají obvykle nízké hodnoty zdánlivé hustoty. Naopak silné půdy, s méně organickou hmotou a malou strukturou, mají tendenci mít vyšší hodnoty.
Podle struktury má zdánlivá hustota následující hodnoty:
| Textura | Zdánlivá hustota (g / cm3) |
|---|---|
| Pokuta | 1,00 - 1,30 |
| Medián | 1,30 - 1,50 |
| Hrubý | 1,50 - 1,70 |
Tyto hodnoty slouží jako obecná reference. Na rašelinných půdách, bohatých na rostlinné zbytky, může být zdánlivá hustota až 0,25 g / cm3, pokud se jedná o vulkanickou minerální půdu, pohybuje se kolem 0,85 g / cm3, zatímco ve velmi zhutněných půdách dosahuje 1,90 g / cm3.
Hodnota zdánlivé hustoty také roste s hloubkou, protože půda je obecně více zhutněná a má nižší procento organické hmoty..
Vnitřek terénu se skládá z vodorovných vrstev nebo vrstev, tzv obzory. Horizonty mají různé textury, složení a zhutnění. Proto představují odchylky ve smyslu zdánlivé hustoty.
Studie půdy je založena na jejím profil, který se skládá z různých horizontů, které se vyskytují uspořádaným vertikálním způsobem.
Protože variabilita objemové hustoty je velmi velká, musí se často měřit přímo různými postupy..
Nejjednodušší metodou je extrakce vzorku z půdy, vložení do něj vrtáku s kovovým válcem o známém objemu a zabránění zhutnění půdy. Extrahovaný vzorek je uzavřen, aby nedošlo ke ztrátě vlhkosti nebo změně charakteristik.
Poté se v laboratoři vzorek extrahuje, zváží a poté se umístí do sušárny při 105 ° C, aby se sušila po dobu 24 hodin..
Ačkoli je to nejjednodušší způsob, jak zjistit suchou hustotu půdy, není to nejvíce doporučeno pro půdy s velmi volnými texturami nebo plné kamenů..
Pro ně je výhodnější způsob vykopání díry a záchrany vytěžené zeminy, což bude vzorek, který se vysuší. Objem vzorku se stanoví nalitím suchého písku nebo vody do vykopané díry.
V každém případě ze vzorku je možné určit velmi zajímavé vlastnosti půdy pro její charakterizaci. Následující vyřešené cvičení popisuje, jak na to.
Ze vzorkového válce se odebere hliněný vzorek o délce 100 mm, jehož vnitřní průměr je také 100 mm. Po zvážení se získala hmota 1531 g, která se po vysušení snížila na 1178 g. Specifická hmotnost částic je 2,75. Vyzývá se k výpočtu:
a) Sypná hustota vzorku
b) Obsah vlhkosti
c) Poměr pórů
d) Suchá hustota
e) Stupeň nasycení
f) Obsah vzduchu
Objem beze změny Vt je původní objem vzorku. U válce o průměru D a výšce h je objem:
PROTI válec = Vt = Plocha základny x výška = πDdva/ 4 = π x (100 x 10-3 m)dva x 100 x 10 -3 m / 4 = 0,000785 m3
Prohlášení uvádí, že hmotnost vzorku je M.s = 1531 g, tedy podle rovnice uvedené na začátku:
ρb = M.s / Vt = 1531 g / 0,000785 m3 = 1950 319 g / m3 = 1,95 Mg / m3
Protože máme původní hmotnost a suchou hmotnost, je hmotnost vody obsažené ve vzorku rozdílem těchto dvou:
M Voda = 1531 g - 1178 g = 353 g
Procento vlhkosti ve vzorku se vypočítá takto:
% Vlhkosti = (hmotnost Voda / Ms) x 100% = (353 g / 1178 g) = 29,97%
Chcete-li zjistit poměr pórů, je nutné rozdělit celkový objem vzorku Vt na:
PROTI t = V částice + Objem póry
Objem obsazený částicemi se získá ze suché hmotnosti a měrné hmotnosti, údaje získané z výpisu. Specifická hmotnost sG je podíl mezi hustotou materiálu a hustotou vody za standardních podmínek, proto je hustota materiálu:
ρ = sG x ρVoda = 2,75 x 1 g / cm3 = 2,75 g / cm3
ρ = Ms / Vs → Vs = 1,178 g / 2,75 g / cm3 = 0,428 cm3 = 0,000428 m3
Objem dutin ve vzorku je Vproti = Vt - PROTIs = 0,000785 m3 - 0,000428 m3 = 0,000357 m3.
Poměr prázdnoty a to je:
e = Vproti / Vs = 0,000357 m3 / 0,000428 m3 = 0,83
Suchá hustota vzorku se vypočítá, jak je uvedeno v úvodu:
ρs = Hmotnost pevných prvků / objem pevný + Objem póry= 1178 g / 0,000785 m3 = 1,5 Mg / m3
Stupeň nasycení je S = (VVoda / Vproti ) x 100%. Jelikož známe hmotnost vody ve vzorku počítanou v položce b) a její hustotu, výpočet jejího objemu je okamžitý:
ρVoda = M.Voda / V Voda → VVoda = 353 g / 1 g / cm3 = 353 cm3 = 0,000353 m3
Na druhé straně byl objem dutin vypočítán v položce c)
S = (0,000353 m3 / 0,000357 m3) x 100% = 98,9%
Nakonec je procentuální obsah vzduchu A = (Vvzduch / Vt) x 100%. Objem vzduchu odpovídá:
PROTIproti - PROTIVoda = 0,000357 m3 - 0,000353 m3 = 0,000004 m3
A = (Vvzduch / Vt) x 100% = (0,000004 m3/ 0,000785 m3) x100% = 0,51%
Zatím žádné komentáře