下载文档原格式
土壤的物理机械性质及其对车辆行驶性能的影响 （长安大学 机制十班 2504091027 陕西 西安 710064） 摘要：土壤是工程机械的作业对象，又是其支承基础。
土壤的物理机械性质直接影响工程机械的作业阻力、运行阻力，牵引性能及运行通过性。
实际土壤是不同粒度土粒的混合物。
不同粒度土粒的相对含量直接影响土壤的性质。
在车轮向前滚动的过程中，除了直观的向前运行的滚动之外，在车轮与地面的接触区内的各个接触点还存在着不同程度的相对滑动。
通过轮与地接触面的摩擦产生驱动力，以及车轮在各接触点的径向变形的差异是产生车轮与地面相对滑动的基本原因。
轮地接触区内各单元面积的滑动摩擦力之总和就构成了牵引力。
关键词：物理机械性质 相对滑动 牵引力1.土壤的物理机械性质土壤是工程机械的作业对象，又是其支撑基础。
土壤的物理机械性质直接影响工程机械的作业阻力，行驶阻力，牵引性能及运行通过性。
1.1土的形成及结构土是经岩石风化作用（包括物理风化、化学风及生物风化）后，以不同的搬运方式，在不同的地点堆积下来的自然产物。
土的结构：自然界中的土，是以颗粒或颗粒的集合体形式存在的。
土粒或土粒集合体的大小、形状、相相互排列与联结的综合特征，称为土的结构。
土的结构可分为单粒结构、蜂窝结构和絮状结在结构。
（1）单粒结构为沙粒和碎石的特征，是由土粒在水或空气中，在其自身重力作用下沉落堆积而成的。
（2）蜂窝结构多为颗粒细小的粘土所具有的结构形式。
粒径在0.002-0.02mm 的土粒在水中沉积，下沉途中碰上已沉积的土粒时，由于土粒间分子引力对其自身重力而言已足够达，便停留在最初接触点上不下降，形成孔隙很大的蜂窝状形状。
（3）絮状结构是颗粒最细小的粘土所具有的结构形式。
粒径小于0.002mm 的土粒能够在水中长期漂浮，不因自重而下沉，当水中加入某些电解质后，颗粒间的排斥力减弱，运动着的土粒凝聚成絮状物下沉，形成类似蜂窝状但孔隙却很大的结构。
1.2土的构造土的构造可分为：层状、分散、裂隙、结构状结构1.3土的结构性与灵敏度也能保持原有结构与含水量不变的是原状土；土样的结构已收到人为的破坏或水分发生变化称为非原状土。
土壤的物理机械性与耕性土壤在受到外力作用时，显现出来各种不同的动力学特征，包括粘结性、粘着性、可塑性、胀缩性以及其他受外力作用后而发生形变的性质。
一、土壤物理机械性（一）土壤黏结性土壤黏结性是指土粒与土粒之间由于分子引力而相互粘结在一起的性质。
（二）土壤黏着性土壤的黏着性是指土粒黏附于外物上的性能，是由土粒—水膜—外物之间相互吸附而产生的。
影响土壤粘结性和粘着性的因素有：1.土壤质地土壤愈细，接触面愈大，粘结性和粘着性愈强，所以粘质土壤的粘结性和粘着性都很显著，耕作困难。
砂质土则粘结性和粘着性弱，易于耕作。
2.土壤含水量含水量愈少，土粒距离愈近，分子引力愈大，粘结性愈强，故干燥土块破碎甚为困难。
随着水分含量增加，水膜使土粒间的距离加大，分子引力减弱，粘结性减小。
土壤干燥时无粘着性，随着水分含量的增加，粘着性逐渐增强。
因为此时土粒与外物间有水膜生成。
但是当水分过多时（一般认为大约超过土壤饱和持水量的80%以后），由于水膜太厚而降低了粘着性，直到土壤开始呈现流体状态时，粘着性逐渐消失。
所以粘质土壤在水分较多时进行耕作，常因土壤粘着于农具而感到费力；而土壤在清水条件下犁耙却很少受粘着性的影响。
3.土壤结构团粒结构可使土团接触面减少，因而其粘结性和粘着性降低，土壤疏松易耕。
据试验，在相同质地条件下，有团粒结构土壤的粘结性比无团粒结构土壤要小2-6倍。
4.土壤腐殖质含量腐殖质含量增加可减弱粘土的粘结性，因为腐殖质在土粒外围形成薄膜，改变了粘粒接触面的性质。
也可减低粘性土壤的粘着性，腐殖质的粘结力和粘着力都比砂土大，因而腐殖质可以改善砂质土过于松散的缺点。
5. 土壤代换性阳离子的组成不同的阳离子种类可影响土粒的分散和团聚。
钠、钾等一价阳离子可使土粒分散，导致粘结性、粘着性增大。
二价钙、镁离子能促使土壤胶体凝聚，土粒间的接触面积减少，从而降低土壤的粘结性和粘着性。
（三）土壤胀缩性土壤吸水体积膨胀，失水体积变小，冻结体积增大，解冻后体积收缩这种性质，称为土壤的胀缩性。
第五章土壤物理性质第一节土壤质地土壤质地，我们在第二章中曾提过一点，这一章中我们要比较详细地讲一下。
1.土壤颗粒的分级土壤是曲固体、液体和气体所组成，其中的固体部分是由许多大小不等的颗粒所组成。
不同的颗粒，他们在成分上和性质上都不一样，人们为了便于研究，就把这些土粒按照他们的直径大小排队，再根据一定的尺度范围把这些颗粒归为儿组，这些土壤颗粒组，就称为土壤粒级。
（图）世界各国所采用的划分标准，即尺度范围是很不一致的。
就现在来说，世界上主要有3种划分标准，就是国际制、原苏联制和美国制。
我国在解放询是美国制，解放后变成苏联制，这倒不是苏联制标准好，而是政治原因。
到1975年，我们国家由中科院南京土壤所和西北水保所共同拟定了一套我国自己的土壤粒级划分标准，但是，用起来比较麻烦, 有一些地方也不完善，所以，用的人不多。
目前来看，在我国用的比较广泛的，述是苏联制的分类标准，也就是所谓的卡庆斯基的标准。
这种分类方法，是将土粒分成了：粒级石砾砂砾粉粒粘粒颗粒直径（mm）大于I 1・0.05 0.05-0.001 小于0.001为了便利起见，人们也可以把土壤粒级分为：物理性砂粒和物理性粘粒两类: 物理性砂粒是直径大于0.01mm的颗粒，物理性粘粒是小于或等于0.01mm的颗粒。
有的同学可能会问，为什么按这个标准来划分？依据是什么？这个划分依据就是土粒的性质。
我们马上要将讲到。
2.土壤各粒级的性质2. 1.石砾：直径大于lmm的颗粒，他们是岩石风化后残留物。
因此，他们大都保留了母岩的矿物组成，一般情况下，他们的速效养分很少，保水能力很差。
2. 2.砂粒：直径在1-0.05mm,他们主要是岩右中难风化的矿物，比如，石英、口云母等。
砂粒儿乎没有吸附阳离子的能力，而且颗粒之间非常松散，不能相互粘结。
颗粒间的孔隙多是-•些大孔隙，所以，他们容易透气、透水，但保水能力较弱。
2. 3.粘粒：直径小于0.001mm,粘粒的矿物组成是一些次生矿物，它的表而积很大，所以，吸附离子的能力很强。
