粒度分析新技術在土壤和地質領域的應用

2022-04-07 11:26:57

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1.粒度的定義

顆粒的大小叫做粒度，通常用顆粒的直徑（粒徑）來描述顆粒的粒度。但就顆粒直徑而言, 其物理意義有很大的不同，在沉積學中的顆粒有以下5 種定義:

（1）篩析直徑：顆粒所能通過的小正方形孔徑[1]。

（2）等效沉速徑：在流體中, 與沉積顆粒具有相同自由沉降速度的同質球體的直徑。

（3）視直徑：在顆粒規(guī)定的方向上所測定的直徑。一般測定長或短直徑。

（4）等效體積徑：與所測顆粒具有相同體積的同質球形顆粒的直徑，激光法所測粒徑就是等效體積徑。

2.在土壤和地質中的粒度測試技術與方法

（1）篩析法:篩析法是分析細礫和砂的主要方法。通常取篩析樣品50 g , 在震篩機上篩約10min, 然后分級稱重。篩析法設備簡單，但不適宜用于分析粉砂、粘土顆粒。

（2）激光粒度分析儀法：激光粒度分析儀法是在20世紀70年代發(fā)展起來的一種有效、快速測定粒度的方法, 具有精度高、快速、操作簡單等優(yōu)點[2]。

（3）圖像分析法:圖像分析法的原理是將顯微鏡下的顆粒圖像采集到計算機中, 在計算機上對顆粒的二維顆粒圖像進行測量統(tǒng)計、處理。隨著成像技術的進步這種分析法法的越來越多地用于土壤和地質的顆粒分析。

（4）綜合法：對于寬分布的土壤樣品，一般用篩析法+激光粒度分析法組合分析，并通過專用軟件合成的粒度分布報告。附表是篩析法+百特粒度儀聯(lián)合測試的碎屑巖粒度分析報告。

3. 粒度分析的應用

沉積物的粒度分布主要受搬運介質、搬運方式、沉積環(huán)境等因素影響。因此, 通過對沉積物粒度分布研究可了解沉積物所處的沉積環(huán)境。

沉積物的粒度成分按搬運方式不同可分為懸浮質、跳躍質和牽引質。懸浮質粒度一般在0.1mm 以下，跳躍質是靠近河床底層的沙, 粒度在0.15mm 至1.0mm ，牽引質因顆粒粗故貼在底面上滑動或滾動，粒度一般大于1mm。沉積物粒度分布是物質來源、沉積區(qū)水動力環(huán)境、輸移能力和輸移路線的綜合反映。根據(jù)粒度分析資料對沉積物類型進行分類及命名, 得出的沉積物類型分布規(guī)律, 用于判別沉積環(huán)境的水動力條件[3]。

丹東百特研制的激光粒度儀具有測試準確、量程寬、操作簡便、測試速度快等特點。各類圖像儀能夠測量粒度、長徑比、圓形度等指標，并可以保存單顆粒圖像，方便查詢和分析，完全可以滿足各類土壤及沉積物粒度測量需求。