Хід роботи

1. Зразок ґрунту розсипати тонким шаром по паперу або краще по склу і тримати в приміщенні до повного висихання (звичайно 3-5 днів).

2. Із висушеного зразка ґрунту взяти 5-10 г ґрунту і, обережно розтираючи його в ступці, весь пропустити крізь сито з отворами в 1 мм. Грунт слід весь пропускати крізь сито, а не відсіювати потрібну його кількість, бо інакше з ґрунту для аналізу штучно виділятимуться агрегати, які можуть мати інший вміст гігроскопічної води, ніж весь ґрунт.

3. Із ґрунту в прожарений і зважений тигель взяти наважку, що дорівнює 5-6 г.

4. Помістити тигель з ґрунтом у сушильну шафу і тримати при температурі 105° протягом 4-5 год. (до абсолютно сухого стану).

5. Охолодити тигель з ґрунтом в ексикаторі і зважити.

6. Обчислити вміст у ґрунті гігроскопічної вологи за формулою та занести дані до таблиці:

де

А – вага повітряносухої наважки (зразка до висушування);

Б – вага зразка після висушування;

х – вміст у ґрунті гігроскопічної води, %.

Форма запису результатів

Вага тигля, г	Вага тигля з ґрунтом, г		Вага ґрунту, г		Втрата у вазі, г	Вміст у ґрунті гігроскопічної води, %
	до висушування	після висушування	до висушування	після висушування

3.2.2 Лабораторна робота № 9, 10

Тема: Фізико-механічні властивості ґрунту

Мета: сформувати знання фізико-механічних властивостей ґрунту, які лежать в основі розробки науково-обгрунтованих заходів обробітку, зрошування та підвищення родючості ґрунту. Навчитися визначати фізико-механічні властивості ґрунту: пластичність, липкість, зв’язність, пористість, твердість ґрунту, простими лабораторними методами.

Теоретична частина

1. Загальні фізичні та фізико-механічні властивості ґрунту.

2. Фізичні властивості.

3. Фізико-механічними властивості.

Загальні фізичні та фізико-механічні властивості ґрунту. Механічний склад ґрунту має важливе значення в ґрунтоутворенні, у формуванні родючості ґрунту. Від механічного складу залежать водні, теплові, повітряні, загально-фізичні і фізико-механічні властивості ґрунту. Механічний склад ґрунту зумовлює окислювально-відновлювальні умови, величину ємкості вбирання, перерозподіл в ґрунті зольних елементів, накопичення гумусу тощо.

Фізичні властивості. Загальними фізичними властивостями ґрунту є щільність твердої фази, щільність непорушеного ґрунту і його пористість.

Щільність твердої фази – інтегрована щільність всіх компонентів твердої фази ґрунту (уламки гірських порід, новоутворені мінерали, органічні частки). Верхні горизонти ґрунту мають меншу щільність, ніж нижні тому, що щільність гумусу становить 1,4-1,8, а щільність мінеральних компонентів – 2,3-3,3.

Щільність ґрунту – маса одиниці об’єму ґрунту в непорушеному і сухому стані. Завдяки наявності пор, виповнених повітрям, щільність ґрунту значно менша, ніж щільність його твердої фази. Так, щільність ґрунту верхніх горизонтів становить 0,8-1,2 г/см³, а нижніх – 1,3-1,6 г/см³, щільність твердої фази відповідно 2,4-2,6 і 2,6-2,7.

Пористість ґрунту – сумарний об’єм всіх пор між частками твердої фази одиниці об’єму.

Загальні фізичні властивості ґрунту залежать від мінерального, механічного і структурного складу. Так, гумусний горизонт структурного ґрунту (наприклад, чорнозему) має високу пористість (до 70%), а безструктурного глинистого ґрунту значно меншу (<50%).

Фізико-механічними властивостивостями ґрунту – є липкість, пластичність, набухання і усадка. Всі вони залежать від вмісту в ґрунті глинистих мінералів.

Пластичність – здатність ґрунту змінювати свою форму під впливом будь-якої зовнішньої сили без порушення суцільності та зберігати свою форму після усунення впливу зовнішньої сили. Пластичність ґрунту залежить від його механічного складу й вологості. Чим важчий ґрунт за механічним складом, тим пластичність його, як правило, вища і навпаки. Глинисті вологі ґрунти мають високу пластичність, супіщані – низьку, піщані та сухі ґрунти не мають цієї властивості.

Щодо вологості ґрунту, то такої прямої залежності від неї у пластичності ґрунту немає. Спочатку при зволоженні ґрунту його пластичність збільшується, а потім починає зменшуватись.

Безпосередньо з пластичністю зв'язана і липкість ґрунту або його здатність прилипати. Липкість – здатність вологого ґрунту прилипати до інших тіл. Визначається силою, яку треба прикласти, щоб відірвати металічну пластину від ґрунту (виражається в г/см²). Глинисті ґрунти мають високу липкість. При зменшенні вмісту у ґрунті тонко дисперсних частин (мулу) знижується ця властивість.

Зв'язність ґрунту — це його здатність чинити опір механічному роз'єднанню частинок, що складають його. Зв'язність ґрунту зумовлена силами взаємного зчеплення окремих ґрунтових частинок одна з одною. Зв'язність ґрунту, як і згадані вище показники, багато в чому залежить від механічного складу і вологості ґрунту. Важкі за механічним складом ґрунти мають більшу зв'язність, а легкі — меншу. Найлегші піщані ґрунти зв'язності майже не мають. Зв'язність глинистих ґрунтів в міру їх зволоження зменшується, а піщаних, навпаки, при зволоженні трохи збільшується.

Агрономічне значення пластичності, липкості і зв'язності ґрунту визначається насамперед тим, що всі ці властивості ґрунту безпосередньо впливають на ступінь опору його обробіткові. Через те що всі ці властивості значною мірою залежать від вологості ґрунту, то й опір ґрунту обробіткові так само залежить від вологості. Найкращі умови для обробітку створюються при такій вологості, коли ґрунт вже досить пластичний і липкий, щоб добре кришитися, але коли він ще не дуже прилипає до робочих органів ґрунтообробних машин і коли він ще не набрав надмірної зв'язності. Такий стан вологості дістав назву спілості ґрунту. Спілість ґрунту, звичайно, для ґрунтів різного механічного складу настає при різній вологості. Для легких ґрунтів — при меншій, для важких — при більшій.

Набухання – збільшення об’єму ґрунту при зволоженні. Зумовлене сорбцією води частками глинистих мінералів та гідратацією обмінних катіонів. Найвищу здатність до набухання мають ґрунти багаті на монтморилоніти та вермикуліт, найнижча – у збагачених каолінітом. Піщані ґрунти не набухають. Сильно набухають ґрунти, насичені натрієм.

Усадка – здатність ґрунтової маси зменшувати свій об’єм при висиханні. Це явище протилежне до набухання і тому залежить від того ж фактору. Глинисті ґрунти дають сильну усадку, що призводить до утворення широких щілин, брилястої структури, розриву кореневих систем рослин, зростання випаровування води з поверхні ґрунту.

Від механічного складу ґрунтів на різних ділянках залежить система їх обробітку та особливості інших агротехнічних заходів: строки польових робіт, система удобрення, структура посівних площ тощо.

Фізико-механічні властивості ґрунтів враховують при проектуванні та будівництві різних споруд.