土壤物理性质测定法(中国科学院南京土壤研究所土壤物理研究室编)思维导图

土壤所概况、有关土壤污染修复方面的工作介绍中国科学院土壤研究所概况中国科学院土壤研究所成立于1953年，其前身为1930年创立的中央地质调查所土壤研究室。

自成立以来，土壤研究所一直肩负着为中国农业发展和生态环境建设服务的重任，凝聚和培养了一大批优秀人才，面向全国的土壤资源，开展了一系列卓有成效的研究工作，先后荣获级科技奖励50余项，省部级科技奖励200余项，已成为在土壤科学领域研究实力雄厚、分支学科齐全并在国际上享有较高声誉的级研究中心和高级人才培养基地，为我国乃至世界土壤科学的发展做出了重要贡献。

土壤研究所的发展目标是面向农业可持续发展和生态环境建设中的需求，以土壤资源与管理、土壤肥力与调控、土壤环境与健康、土壤生物与安全为核心研究领域，在中国科学院现代农业科技创新基地、生态与环境科技创新基地的组织下，推动系列重大科研计划的实施，参与重大科研项目的竞争，为我国土壤资源合理利用、农业可持续发展和生态环境建设提供决策依据和技术支撑。

土壤研究所现有在编在职308人，其中专业技术人员247人。

包括中科院院士2人，研究员45人，副高级研究人员69人，中初级研究人员131人。

杰出青年基金获得者6人，“百人计划”及“引进国外杰出人才”入选者10人，“百千万人才工程”6人，自然科学基金委委员会和中国科学院国际合作伙伴计划团队各1个。

作为首批具有硕士和博士学位授予权的单位之一，目前拥有1个农业资源利用一级学科博士学位授予点，生态学和环境学2个专业博士学位授予点，拥有土壤学、植物营养学、生态学、环境科学、资源环境与遥感信息、地图学与地理信息系统、水土保持与荒漠化防治7个硕士授予点，并建有1个博士后流动站。

现有在读博士研究生120多人，硕士研究生126人。

已累计培养研究生800多名。

围绕土壤资源与管理、土壤肥力与调控、土壤环境与健康、土壤生物与安全4大重点领域，拥有土壤与农业可持续发展重点实验室、中国科学院土壤环境与污染修复重点实验室、土壤资源与遥感应用研究室、土壤－植物营养与肥料研究室、土壤化学与环境保护研究室、土壤物理与盐渍土研究室、土壤生物与生化研究室、土壤与环境生物修复研究中心、土壤利用与环境变化研究中心、农业生态与区域发展研究中心、封丘农业生态实验站、红壤生态实验站（红壤改良工程技术研究中心）、常熟农业生态实验站、三峡工程生态环境秭归实验站、CERN土壤分中心、土壤所、香港浸会大学土壤与环境联合开放研究实验室。

土力学土的性质与分类土的三相比例指标9个指标，三个独立变量土的物理状态指标粗粒土——相对密度粘性土——稠度界线、液限指标与塑性指标土的分类碎石土 2mm 沙土 0.075mm 粉土 Ip=10 粘性土（Ip=17）土的压实度细粒土最佳含水率、最大干密度、压实度粗粒土无最佳含水率。

保和与干燥条件下容易密实，相对密实度土中的渗透于渗流水头与水力坡降总水头水力坡降达西定律适用条件：除致密粘土和纯粗粒以外的沙土和一般粘性土，前者具有起始水力坡降后者为紊流状态渗透系数的测定与等效渗透系数分为实验室测定和现场测定分水平渗流和竖直渗流二维渗透与流网流线、等势线、流槽、水头边界、流速边界等流线上流函数等值，等势线上总水头相同，每个流槽的单宽流量相同任意相邻等势线间的水头损失相同渗透力与渗透变形单位体积内土颗粒所受渗流作用力临界水利坡降土中应力有效应力原理地基自重应力基底压力中心荷载偏心荷载注意偏心距离e>b/6时的应力重分布地基附加应力矩形面积竖直均布荷载角点下应力任意点下应力条形面积竖直均布荷载超空隙水压力与孔隙水压力系数Δu孔压增量；Δu1围压导致的孔压增量；Δu2偏压导致的孔压增量B-围压的孔压系数（饱和土B取1）A-偏压的孔压系数（土的性质有关）土的变形与沉降侧限压缩试验e-p曲线压缩系数压缩模量e-lgp曲线压缩指数正常固结原位压缩与原位再压缩超固结原位压缩与原位再压缩地基沉降计算基本公式分层总和法1.计算各层附加应力2.计算各层变形量s3.确定计算深度4.沉降量修正当考虑基坑开挖后回弹时回弹时太沙基一维渗流固结理论基本假设土-均质、饱和、不可压缩渗流单向，且服层流状态压缩系数为定值外荷载瞬时加载，且不变土的固结系数（平米/年）：土的性质，值越大，固结越快时间因数（无因次）：描述固结程度，值越大，固结程度越低固结度某点的固结度土层平均固结度t时刻的固结度（α=1）土的抗剪强度直剪试验与库伦公式慢剪固结快剪快剪摩尔库伦强度理论应力状态与莫尔圆极限平衡条件与土体破坏判断三轴剪切试验正常固结状态注意与土层的正常固结相区别固结排水折线：超固结段有一定截距，正常固结段过圆心总应力就是有效应力模型假设为过转角的直线，符合库伦公式形式固结不排水超固结段剪切膨胀产生负孔隙压力，使得有效应力变大，正常固结段剪切压缩，孔隙正压力使得有效应力变小模型假设为过转角的直线，符合库伦公式形式不固结不排水饱和只有一个有效应力摩尔圆，总应力摩尔圆是其右移一定距离形成不饱和含有空气，破坏包线先曲线，后平直无侧限压缩试验只能测得一个通过圆点的极限状态摩尔圆十字板剪切试验原状土未扰动，强度高于室内UU试验应力路径与破坏主应力线总应力一定时，孔隙水压力与有效应力此消彼长，但由于水不能受剪，故不影响土骨架所受剪力值。

灌溉排水工程设计，要测定土壤物理性质。

土壤的物理性质是由物理力量引起的土壤特性、过程或反应。

它决定着土壤内部水分、空气和热量状况，决定着耕作时农具与土壤之间的相互作用及耕作效果，决定着对灌溉排水的要求。

因此经过测定掌握土壤的物理性质，是设计灌排工程进行土壤管理所必需的。

需要测定的项目有土壤容重、比重、孔隙度、结构、机械组成、粘着力、膨胀、收缩、安全角和土壤空气、温度、水分常数(吸湿系数、最大分子持水量、毛管含水量、饱和含水量、凋萎系数)等。

容重指自然结构情况下的容重，其大小与土壤质地、结构、有机质含量、土壤紧实度以及耕作措施等有关。

土壤容重可用来衡量土壤结构的紧密程度、通气状况，或用于将土壤水分含量由重量换算为体积比。

常用的测定方法有环刀法、蜡封法和γ射线法。

比重其大小与土壤的矿物组成和有机质含量有很大关系。

测定比重有助于了解组成矿物的特性。

根据比重可以计算出土壤孔隙度和其它土壤物理性指标。

通常采用比重瓶法测定比重。

孔隙度由于土壤颗粒的胶结、垒结，在土粒间形成土壤孔隙，孔隙度通常以单位土壤体积孔隙所占的百分数表示。

测定孔隙度可以了解土壤结构状况、通气性、透水性，以及对作物根系生长和根部的呼吸作用受不受限制等。

土壤的孔隙度又可分为毛管孔隙和非毛管孔隙。

毛管孔隙是借毛管引力作用能够保持水分的孔隙，一般直径为0.1～0.001毫米，如小于0.001毫米，使土壤水分受土壤分子吸力作用保持于土壤中不能自由移动，不属毛管水范畴。

非毛管孔隙即指通气孔隙，为总孔隙与毛管孔隙之差值。

孔隙度的测定方法较多，可分为：仪器测定法和计算法。

一般总孔隙度不直接测定，而是由容重及比重两项数值计算而得，毛管孔隙的测定可用石蜡法、磨片显微镜法和计算法。

土壤结构指土壤颗粒团聚的性质和程度。

根据其在水中稳定的程度又可分水稳性与非水稳性两种，水稳性的土壤结构对土壤肥力具有重要影响。

表层土壤团聚体在降雨或灌溉后的稳定性，将决定土壤是否板结或结壳，板结或结壳将影响到水分的渗漏和幼苗的出土。