Способ определения плотности сорбированной воды в почве в зависимости от ее влажности

)5 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, Твердая фазреда, - Почвов В.В.Докччаеваева почвы и диседение, 1938,(54) СПОСОБ ОПРЕД СОРБИРОВАННОЙ В СИМОСТИ ОТ ЕЕ ВЛ (57) Изобретение от чвоведения, в частнос физических свойств и ских явлений на пове кой и твердой ф изобретения являетс ОТНОС ЕВЗАВ ЕЛЕНИЯ ПЛ ТИ ОДЫ В ПОЧВ И АЖНОСТИосится к области по ти к методам изучени очвы и физико-химиче рхности раздела жид азы почвы. Целью я повышение точности Изобретение относитс чвоведения, в частности к м физических свойств почвы и ских явлений на поверхнос кой и твердой фаз почвы. Цель изобретения - поякоб етодам физик ти раз сти по- зучения ь-хими ла жидышение ною ы т ) аГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР сти. П риме или ненару солютно сух массу п)о, г,Для опр сухую пробу ру фиксистов затем запол мер гелием обусловлено воде и спас способа. Пор 1, Образец почвы (растертыйшенного сложения) сушат до абого состояния, определяют егообьем Чо, см,зеделения объема Чо абсолютнопомещают в герметичную камеанного объема, вакуумируют ее,няют инертным газом, наприПрименение инертного газаего низкой растворимостью вобствует повышению точностиперепаду давления газа в камеспособа. Способ осуществляется следующим образом. Образец почвы сушат до абсолютно сухого состояния, определяют его массу п)о в газовой среде в камере фиксированного обьема, определяют обьем Чо образца по перепаду газа, а затем проводят насыщение почвы до нужной влажности чч которую контролируют по изменению массы пробы. Находят обьем системы твердая фаза почвы + вода Чп, см зи плотность сорзбированной воды б г/см, по формулеп 1 и л 1 оЧи - ЧоПо полученным данным находят зависимость плотности сорбированной воды от влажности почвы на стадии сорбции/десорбции. 2 табл. ре с пробой и без нее находят искомый обем Чо, величина которого соответствует обему твердой фазы, а соотношение гло/Чг/см - плотности твердой фазы почвы.3Затем проводят насыщение Почвы днужной величины влажности Иl, , которуконтролируют по изменению массы пробдо величины (г), и рассчитывают по формул(1С помощью газового пикнометра находобьем системы твердая фаза почвы + водЧ 1, см, и плотность сорбированной воды3г/см, по формуле(2)Насыщают почву до влажности Ю 2, находяв 2,Ч 2 и 02, Повторяя эту операцию необхдимое число раз, находя5 10 вз:Чз:бз;И/з;,то,Чп:бп:Яп, Нанося на график парные значения д 1-О/1: й-Я 2:бзЮзбп-ИIП, получают зависимость плотности сорбированной воды от влажности почвы на стадии сорбции. При необходимости, например, для изучения гистерезисных явлений, можно на той же пробе почвы провести определения на стадии десорбции,Начальная влажность образца может выбираться в зависимости от задач исследования: от абсолютно сухого состояния до НВ, как и направление процесса - сорбция или десорбция.В случае, когда начальная влажность не соответствует абсолютно сухому состоянию, расчет величинъ начальной влажности, пъ, Чо плотностей воды можно осуществить позднее, в процессе измерений, после получения данных по абсолютно сухому состоянию почвы,Для конкретного выполнения отобрали образцы каштановой почвы гор.ВС, гл.50 - 55 см (Волгоградская обл,). Растерли и пропустили через сито в 1 мм. Растертую пробу высушили до абсолютно сухого состояния, взвесили, нашли массу що = 12,9494 (см, табл.1). Бюкс с пробой (масса и объем пустого бюкса известны) поместили в рабочую камеру фиксированного объема прибора, откачали воздух и заполнили гелием. По пе. репаду давления газа в камере с пробой и без нее нашли обьем Чо = 4,812 см, соответзствующий объему твердой фазы. Насытили образец до влажности ЧЧ 1 = 2,60 . которую зафиксировали по достижению массы образца щ 1= 13,2861 г. Повторив операцию по определению объема, нашли объем системы твердая фаза почвы + сорбированная вода Ч 1= 5,086 см, По формуле 12) нашли плот 3ность сорбированной воды .1= 1,23, Повторив определение при влажности 10,03% и 35,19%, нашли плотность воды и в этих случаях, Затем определения велись в процессе десорбции до воздушно-сухого состояния, Результаты приведены в табл.1, Они, в частности, согласуются с выводом М.В,Чапека о сжатии системы при низких влажностях, который был сделан с применением способа-прототипа. Однако более высокая точность предложенного способа позволила установить снижение плотности воды в диапазоне 5-10% влажности (определения 2,6 и 7). Чувствительность способа позволяет также зафиксировать повышение плотности почвенного раствора вследствие растворения солей (определение 5). Дальнейшее увеличения влажности приводит к раэбавлению 15 20 25 30 35 40 45 50 55 раствора и снижению его плотности (определение 4),.Аналогично были исследованы еще 10 образцов каштановой почвы.П р и м е р 2. Отобрали образец каштановой почвы из гор. С с гл. 115 - 120 см. Высушили его до воздушно-сухого состояния, растерли, просеяли через сито в 1 мм. Определили плотность сорбированной воды в атом образце (влажность 1,32 о ) с помощью способа-прототипа и предложенного способа. Результаты определения, представленные в табл.2, свидетельствуют о более высокой точности предложенного способа, Так, при равном обьеме выборки различия плотности системы твердая фаза почвы+ вода в абсолютно сухом и воздушно-сухом состояниях, судя по доверительным интервалам, по прототипу незначимы, а по предложенному способу - значимы. При оценке плотности сорбированной воды установлено, что средние показатели. полученные сравниваемым способом, значимо не различаются, однако доверительный интервал по прототипу значительно шире. Зти данные, а также тот факт, чтогппогрешность р = - 100 способа-прото 4типа (16%) на порядок выше, чем для предложенного способа (1,9), позволяют утверждать, что при использовании предложенного способа достигается повышение точности,Точность повышается в результате использования одной и той же пробы во всем диапазоне влажности. На одном и там же образце возможно неограниченное количество определений плотности сорбированной воды как на стадии сорбции. так и на стадии десорбции. Это не только способствует повышению точности в результате увеличения числа повторностей, но и позволяет учесть также гистерезисные явления, что невозможно при использовании способа-прототипа, т.е, повышается информативность, Использование надежных систем исключает какие-либо вредные или пожароопасные выделения, что по сравнению с прототипом повышает безопасность предложенного способа. Наконец, при использовании предложенного способа очевидно снижение числа трудоемких операций по отбору средних проб, взвешиванию, определению влажности и т.д. при равном обьеме получаемой информации.Формула изобретения Способ определения плотности сорбированной воды в почве в зависимости от ее1760448 Таблица 1 Плотность сорбированной воды в образце каштановой почвы, гор.ВС 50-55 см (Волгоградская обл.) при разной влажностилица 2 езультаты определения плотности сорбированной воды в каштановой по 115-120 см (Волгоградская обл.), Сопоставление с прототипом гор влажности, включающий подготовку пробы с получением воздушно-сухого образца почвы, определение его обьема и массы, последующее увлажнение его до заданной влажности, контролируемой по изменению массы образца почвы, определение обьема увлажняемого образца и плотности сорбированной воды в нем при различных заданных значениях влажности, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, обьем образца почвы определяют по перепаду давления в герметичной заполненной инертным газом 5 камере после помещения в нее образца почвы, а для определения объема образцов при различных значениях влажности используют один и тот же образец.