Giáo trình Cơ học đất - Chương 4: Vật lý đất

Nội dung text: Giáo trình Cơ học đất - Chương 4: Vật lý đất

1. Ch ươ ng 4: VẬT LÝ ĐẤT 1. Sa cấu đất Sa cấu đất % cát, th ịt và sét trong đất
   s phân b các cp ht trong t
   th ành ph n c gi i t 1) nước di chuy ển trong đất 2) kh ả năng gi ữ nước của đất 3) độ ph ì của đất Các cấp hạt trong đất Theo FAO:
   Sét <0,002 mm
   Th t 0,002 - 0,02 mm
   Cát 0,02 - 2 mm Theo USDA:
   Sét <0,002 mm
   Th t 0,002 - 0,05 mm
   Cát 0,05 - 2 mm 1
2. Các cấp hạt trong đất Các cấp hạt trong đất Cát
   0,02 mm đến 2 mm
   Cĩ th ể nh ìn th ấy đư ợc
   Hình dạng : trịn hay gĩc cạnh
   Cát th ường cĩ màu tr ắng do ch ứa th ạch anh
   Cát cũng cĩ màu nâu do cĩ lẫn các kho áng kh ác
   Trong đất cát cĩ màu nâu , vàng hay đỏ do cĩ lớp ph ủ Fe hay Al oxide 2
3. Th ịt
   0,002 - 0,02 mm
   Ch ỉ cĩ th ể th ấy đư ợc qua kính hi ển vi Sét
   < 0,002 mm
   Dạng phi ến hay dạng hạt nh ỏ
   Các hạt sét cịn đư ợc gọi là keo Nĩ th ường lơ lửng trong nước
   Cĩ di ện tích bề mặt cao Th ành ph n kho áng trong các cp ht Tinh khống ph ụ gibbsite, hematite và limonite Tinh khống silicate nguyên sinh mica và Tinh khống tràng th ch silicate h ậu sinh illite (1/2), kaolinite (1/3), smectite (1/6) và Th ạch anh montmorillonite quartz Cát Th ịt Sét 3
4. Tam gi ác sa cấu Tam gi ác sa cấu: 12 cấp - Sa c ấu cát: + Cát (Sand) + Cát pha th t (Loamy sand) - Sa c ấu th ịt: + Th t r t m n (Silt) + Th t m n (Silt loam) - Sa c ấu th ăng b ằng: + Th t pha sét cĩ cát (Sandy clay loam) + Th t (Loam) + Th t pha cát (Sandy loam) - Sa c ấu sét: + Sét (Clay) + Sét pha th t (Silty clay) + Th t pha sét m n (Silty clay loam) + Th t pha sét (Clay loam) + Sét pha cát (Sandy clay) Mt lo i t cĩ các c p h t g m: -15% là sét -70% là th ịt -15% là cát Tên sa c ấu? 4
5. Xác nh tên da vào tam gi ác sa cu Th t m n Xác nh tên da vào tam gi ác sa cu -sét: 30% -th ịt: 35% -cát: 35% Th t pha sét Xác định nhanh
   Dùng mu t ưt xoe gi a các ng ĩn tay nu: 5
6. Cát
   Cĩ cảm gi ác cộm tay
   Bời rời – khơng tạo th ành kh ối tr ừ khi rất ướt. Th ịt
   Khơng cộm tay
   Khi ướt khơng tr ơn, dẻo, cĩ hình dạng và khơng bị rời ra khi bĩp Sét
   Ướt th ì rất tr ơn, dẻo, nắn th ành hình dạng bất kỳ một cách dễ dàng
   Dễ kéo dài th ành sợi
   Rất cứng khi khơ 6
7. Xác nh trong phịng th í nghi m Định lu ật Stokes 2gr 2 (ρρρ - ρρρ ) V = s l V = 9ηηη Trong đĩ: - V: Tc lng (cm/s) - g: Gia tc tr ng tr ưng (~981 cm/s) - r: Bán kính ca cp ht (cm) 3 - ρρρs: T tr ng rn ca các cp ht (~2,65 g/cm ) 3 0 - ρρρl: T tr ng ca dung dch (~0,996 g/cm 30 C) - ηηη: nh t ca dung dch (~0,008 poise hay dyne/cm 2/s) Tc lng ca ht t trong nưc Sét Th ịt Cát S phân b các c p h t sau m t th i gian l ng Sét Th t Cát Lưu ý: H t cĩ kích th ưc càng l n thì tc lng trong n ưc càng nhanh! 7
8. S lng t ca ht t trong nưc Nguyên t c Robinson a: Atterberg-cylinder; b: Andreasen-pipette; c: Kưhn-pipette Xác nh bng t tr ng k 8
9. Bn s dng t v ùng BSCL VNH BI N ƠNG Di n tích b mt khác nhau ca cùng m t th tích 1/2 m S = 6 x 1m 2 = 6 m 2 SS = 6 x (1/2m) 2 x 2 3= 12 m 2 1/3 m S = 6 x (1/3m) 2 x 3 3 S = 6 x (1/10000m) 2 x 10000 3 2 = 18 m 2 = 60000 m S di chuy n c a n ưc trong t v i các sa c u khác nhau Cát Th t Sét 9
10. Cát
    Cĩ di ện tích bề mặt th ấp
    Cung cấp ít ch ất dinh dưỡng cho cây tr ồng
    Kho ảng tr ống gi ữa cát hạt cát làm cho mất nước nhanh do bốc hơi và th ấm lậu
    Gi ữ nước và ch ất dinh dưỡng kém dẫn đến dễ bị khơ hạn và thi ếu dưỡng ch ất cho cây Th ịt
    Kích th ước hạt nh ỏ gi ữ nước nhi ều hơn và ít bị th ấm lậu hơn so với cát
    Dễ bị nước cu ốn trơi – xĩi mịn
    Gi ữ nhi ều ch ất dinh dưỡng hơn so với cát Sét
    Các kho ảng tr ống trong đất nh ỏ Sự di chuy ển của nước và khơng kh í ch ậm
    Kh ả năng gi ữ nước Gi ữ nước nhi ều – nh ưng khơng ph ải tất cả đều hữu dụng cho cây .
    Hấp th ụ ch ất dinh dưỡng lớn 10
11. Sa c u t t cho s phát tri n c a cây tr ng cĩ Cát: ___% hàm l ưng cát, th t và sét Th t: ___% nh ư th nào? Sét: ___% Tr ng l ưng c a m t kh i t khơ ki t Dung tr ọng = Th tích kh i t Tr ng l ưng c a m t kh i t khơ ki t T tr ng = Th tích h t t Th tích kh i t: g m c th tích ph n r n v à ph n l hng ch a khơng kh í Th tích h t t: ch bao g m ph n th tích r n m à ht t chi m
    Dung tr ọng (ρ ) Ms b ρb = Vb  3 ρb = Dung tr ọng, g/cm  Ms = Tr ọng l ượng đất khơ, g  3 Vb = Th ể tích kh ối đất, cm 3 Trong đất ρb: 1.1 - 1.6 g/cm Ms
    Tỷ tr ọng (ρp) ρp = Vs  3 ρP = Tỷ tr ọng, g/cm  Ms = Tr ọng l ượng đất khơ, g  3 Vs = Th ể tích h ạt đất, cm 3 Trong đất ρp: 2.6 - 2.7 g/cm 11
12. Một kh ối đất s ấy khơ cĩ th ể tích là 1 cm 3 cân n ặng 1,33 g thì dung tr ọng s ẽ là: 3 ρb = 1,33/1 = 1,33 g/cm . Cùng kh ối đất trên cĩ th ể tích các h ạt r ắn (ph ần r ắn) là 0,5 cm 3 cân nặng 1,33 g thì tỷ tr ọng s ẽ là: 3 ρs = 1,33/0,5 = 2,66 g/cm xp ( φφφ)  ρb  φ =1 −  100%  ρp 
    Trong đất φ: 30 - 60% 12