Щільність ґрунту

Щільність ґрунту — це маса одиниці об’єму абсолютно сухого ґрунту з природною вологістю і непорушеним станом. Одиниця виміру щільності ґрунту – г/cм3. Величина залежить від мінерального складу (зі збільшенням кількості мінералів, що складають породу, її щільність зростає), вологості (підвищення обумовлює зростання щільності), пористості (зниження цього показника веде до підвищення щільності), вмісту гумусу та структури.

Щільність визначають за допомогою пікнометра і аналітичних вагів або беруть з довідкових таблиць. Найбільш сприятлива для рослин величина щільності верхніх горизонтів ґрунтів коливається в межах 1,0-1,3 г/см3. Граничною величиною характеризуються глейові горизонти з максимальною об'ємною щільністю 2,0 г/см3. Якщо об'ємна щільність ґрунтів дорівнює 1,6-1,7 г/см3, корені деревних порід практично в грунт не проникають (при щільності твердої фази грунту 2,66-2,70 г/см3), а сільськогосподарські культури знижують урожай в 3-4 рази. 

Читати по темі: Ущільнення ґрунту: Диявол криється в деталях!

Грунт вважають розпушеним або збагаченим органікою за щільності < 1 г/см3; значення показника для орних земель – 1,0-1,2 г/см3; орні горизонти дещо ущільнені – 1,2-1,3 г/см3, значення щільності для підорних горизонтів (крім чорноземів) – 1,4-1,6 г/см3, сильно ущільнені горизонти (солоді та підзоли) – 1,6-1,8 г/см3. Для обчислення пористості і вмісту різних речовин використовують показники щільності ґрунту.

В інженерно-геологічній практиці використовують такі показники: щільність часток ґрунту, щільність ґрунту, щільність скелету ґрунту, щільність ґрунту під водою та щільність скелету висушеного ґрунту.

Щільність твердої фази (d) — інтегрована щільність усіх компонентів твердої фази грунту (уламки гірських порід, новоутворені мінерали, органічні частки) або маса одиниці об'єму грунту без пор. За допомогою цієї ознаки можна зробити висновок про мінералогічний склад ґрунту і вміст органічних речовин. Її використовують для обчислення пористості.

Найвищою щільністю твердої фази володіють ілювіальні та солонцеві, найнижчою – торфові та тучні (сильногумусовані) горизонти. Для більшості грунтів щільність твердої фази складає 2,40-2,65 г/см куб, а для торф'яних – 1,4-1,8 г/см куб. 

Щільність ґрунту (ρ). Визначають методом різального кільця, або шляхом зважування парафінованих зразків ґрунту у воді і в повітряному середовищі (в лабораторних умовах). Щільність великоуламкових ґрунтів можна встановити в польових умовах за допомогою проходки невеликого шурфу (вертикального гірського вироблення глибиною до 0,5 м). Для цього зважують витягнутий з шурфу ґрунт та ділять його на об'єм шурфу.

Завдяки наявності пор, заповнених повітрям, щільність грунту значно менша, ніж щільність його твердої фази. Щільність грунтів верхніх горизонтів становить 0,8-1,2 г/см куб, а нижніх – 1,3-1,6 г/см куб. Вона залежить від мінералогічного та гранулометричного складу грунту, вмісту органічної речовини, обробітку грунту та його структури. Оптимальна щільність становить 1,0-1,2 г/см куб, а коливається від 0,4 (торф) до 1,66 (ілювіальні горизонти).

Пористість ґ​рунту — сумарний об'єм всіх пор між частками твердої фази. Визначення пористості грунту має велике агрономічне значення, бо обумовлює вологоємкість, водопіднімаючу здатність, водопроникність, інтенсивність протікання біохімічних процесів в грунті. Розрізняють загальну, капілярну і некапілярну пористість. Оптимальною є пористість 50- 60%.

Грунт вважають (за Качинським):  

• розпушеним або збагаченим органікою за щільності < 1 г/см3;
• значення показника для орних земель – 1,0-1,2 г/см3;
• орні горизонти дещо ущільнені – 1,2-1,3 г/см 3;
• значення щільності для підорних горизонтів (крім чорноземів) – 1,4-1,6 г/см3;
• сильно ущільнені горизонти (солоді та підзоли) – 1,6-1,8 г/см3.