土粒密度(比重瓶法)土壤容重孔隙度测定.docVIP

土密度的测定（比重瓶法） 严格而言，土粒密度应称为土壤固相密度或土粒平均密度，用符号ρs表示。其含义是： 绝大多数矿质土壤的ρs在2.6g·cm-3～2.7 g·cm-3之间，常规工作中多取平均值2.65 g·cm-3。这一数值很接近砂质土壤中存在量丰富的石英的密度，各种铝硅酸盐粘粒矿物的密度也与此相近。土壤中氧化铁和各种重矿物含量多时则ρs增高，有机质含量高时则ρs降低。 文献中传统常用比重一词表示ρs，其准确含义是指土粒的密度与标准大气压下4℃时水的密度之比又叫相对密度（（ds=ρs·ρw-1）。一般情况下，水的密度取1.0 g·cm-3，故比重在数值上与土粒密度ρs相等，但量纲不同，现比重一词已废止。 测定原理 将已知质量的土样放入水中（或其他液体），排尽空气，求出由土壤置换出的液体的体积。以烘干土质量（105℃）除以求得的土壤固相体积，即得土粒密度。 仪器和设备 天平（感量0.001g）；比重瓶（容积50mL）；电热板；真空干燥器；真空泵；烘箱。 操作步骤 1、称取通过2mm筛孔的风干土样约10g（精确至0.001g），倾入50mL的比重瓶内。另称10.0g土样测定吸湿水含量，由此可求出倾入比重瓶内的烘干土样重ms。 2、向装有土样的比重瓶中加入蒸馏水，至瓶内容积约一半处，然后徐徐摇动比重瓶，驱逐土壤中的空气，使土样充分湿润，与水均匀混合。 3、将比重瓶放于砂盘，在电热板上加热，保持沸腾1h。煮沸过程中经常要摇动比重瓶，驱逐土壤中的空气，使土样和水充分接触混合。注意，煮沸时温度不可过高，否则易造成土液溅出。 4、从砂盘上取下比重瓶，稍冷却，再把预先煮沸排除空气的蒸馏水加入比重瓶，至比重瓶水面略低于瓶颈为止。待比重瓶内悬液澄清且温度稳定后，加满已经煮沸排除空气并冷却的蒸馏水。然后塞好瓶塞，使多余的水自瓶塞毛细管中溢出，用滤纸擦干后称重（精确到0.001g），同时用温度计测定瓶内的水温t1（准确到0.1℃），求得mbws1。 5、将比重瓶中的土液倾出，洗净比重瓶，注满冷却的无气水，测量瓶内水温t2。加水至瓶口，塞上毛细管塞，擦干瓶外壁，称取t2时的瓶、水合重（mbw2）。若每个比重瓶事先都经过校正，在测定时可省去此步骤，直接由t1在比重瓶的校正曲线上求得t1时这个比重瓶的瓶、水合重mbw1，否则要根据mbw2计算mbw1。 6、含可溶性盐及活性胶体较多的土样，须用惰性液体（如煤油、石油）代替蒸馏水，用真空抽气法排除土样中的空气。抽气时间不得少于0.5h，并经常援动比重瓶，直至无气泡逸出为止。停止抽气后仍需在干燥器中静置15min以上。 7、真空抽气也可代替煮沸法排除土壤中的空气，并且可以避免在煮沸过程中由于土液溅出而引起的误差，同时较煮沸法快。 8、风干土样都含有不同数量的水分，需测定土样的风干含水量；用惰性液体测定比重的土样，须用烘干土而不是风干土进行测定，且所用液体须经真空除气。 9、如无比重瓶也可用 50mL，容量瓶代替，这时应加水至标线。 结果计算 1、用蒸馏水测定时可按下式计算： 式中： ρs—— 土粒密度，g·cm-3； ρw1—— t1℃时蒸馏水密度，g·cm-3； ms—— 烘干土样质量，g； mbw1—— t1℃时比重瓶+水质量，g； mbws1—— t1℃时比重瓶+水质量+土样质量，g。 当t1≠t2 ，必须将t2时的瓶、水合重（mbw2）校正至t1℃时的瓶、水合重（mbw1） 由表1-1查得t1和t2时水的密度，忽略温度变化所引起的比重瓶的胀缩，t1和t2时水的密度差乘以比重瓶容积（V）即得由t2换算到t1时比重瓶中水重的校正数。比重瓶的容积由下式求得： 式中：mb—— 比重瓶质量，g； ρw2——t2时水的密度，g·cm-3。 1-1 不同温度下水的密度（g·cm-3） 温度（℃） 密度g·cm-3 温度（℃） 密度g·cm-3 温度（℃） 密度g·cm-3 0.0～1.5 2.0～6.5 7.0～8.0 8.5～9.5 10.0～10.5 11.0～11.5 12.0～12.5 13.0 13.5～14.0 14.5 15.0 15.5～16.0 16.5 17.0 17.5 18.0 18.5 19.0 19.5 20.0 0.9999 1.0000 0.9999 0.9998 0.9997 0.9996 0.9995 0.9994 0.9993 0.9992 0.9991 0.9990 0.9989 0.9988 0.9987 0.9986 0.9985 0.9984 0.9983 0.9982 20.5 21.0 21.