В. В. Клюева1,2, Д. Д. Хайдапова2
1Почвенный институт им. В.В. Докучаева, Россия, 119017, Москва, Пыжёвский пер., 7, стр. 2
2МГУ им. М.В. Ломоносова, Россия, Москва, 119991, Ленинские горы, 1
Исследованы реологические свойства дерново-подзолистой и агродерново-подзолистой почв естественного и нарушенного сложения: пастообразных и монолитных образцов горизонтов двух профилей методом амплитудной развертки на реометре MCR-302 (Anton Paar, Austria). По кривым модулей упругости и вязкости определены диапазоны вязкоупругого поведения почвенных паст и монолитов, модуль упругости в диапазоне вязкоупругого поведения как характеристика прочности структурных связей, переход от вязкоупругого к вязкому поведению – пересечение модулей упругости и вязкости. Установлено, что диапазон устойчивости монолитных образцов больше пастообразных, они характеризуются более прочными структурными связями в области вязкоупругого поведения. Однако разрушение структуры в монолитных образцах происходит при меньших значениях деформации, чем в пастообразных. Дифференциация значений реологических показателей верхней части профиля дерново-подзолистой почвы обусловлена большим содержанием органического вещества в гумусовом горизонте и облегчением гранулометрического состава в элювиальном горизонте. Прочность структурных связей образцов нижних горизонтов дерново-подзолистой и агродерново-подзолистой почвы отличается незначительно.
Ключевые слова: структура почвы, реология, метод амплитудной развертки, реометр
DOI: 10.19047/0136-1694-2017-89-21-35
Ссылки для цитирования
Клюева В. В., Хайдапова Д. Д. Реологические свойства образцов естественного и нарушенного сложения дерново-подзолистой и агродерново-подзолистой почвы // Бюл. Почв. ин-та им. В.В. Докучаева. 2017. Вып. 89. С. 21-35. doi: 10.19047/0136-1694-2017-89-21-35
Klyueva V.V., Khaydapova D.D. Rheological properties of natural and disturbed structure samples of soddy-podzolic and agro soddy-podzolic soil, Byulleten Pochvennogo instituta im. V.V. Dokuchaeva, 2017, Vol. 89, pp. 21-35. doi: 10.19047/0136-1694-2017-89-21-35
RHEOLOGICAL PROPERTIES OF NATURAL AND DISTURBED STRUCTURE SAMPLES OF SODDY-PODZOLIC AND AGRO SODDY-PODZOLIC SOIL
V. V. Klyueva1,2, D. D. Khaydapova2
1V.V. Dokuchaev Soil Science Institute, Russia, 119017, Moscow, Pyzhevskii per. 7-2
2Lomonosov Moscow State University, Russia, 119991, Moscow, Leninskie Gory, 1
The rheological properties of two profile`s horizons of soddy-podzolic and agro soddy-podzolic soil were studied by the amplitude sweep test on a rheometer MCR-302 (Anton Paar, Austria) on samples of natural structure (pastes) and disturbed structure (monoliths). Curves of the elasticity and viscosity modules determine the linear viscoelasticity range (LVE-range) of soil pastes and monoliths, the elastic modulus in linear viscoelasticity range as a characteristic of strength of structural bonds, the transition from viscoelastic to viscous behavior-the intersection of the elasticity and viscosity modules. It is established that the LVE-range of monolithic samples is more than paste samples, they are characterized by stronger structural bonds in the linear viscoelastic range; however, the destruction of structure in monolithic samples occurs at lower deformation values than in paste samples. The differentiation of the rheological parameter values of the upper part of profile of soddy-podzolic soil is caused by the large content of organic matter in the humus horizon and the facilitation of the soil texture in the eluvial horizon. The strength of structural bonds of the samples of the lower horizons of soddy-podzolic and agro soddy-podzolic soils differ insignificantly.
Keywords: soil structure, rheology, amplitude sweep test, rheometer
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Абреков Л.П. Изучение тиксотропных свойств почв с помощью ротационного вискозиметра // Почвоведение. 1970. № 8. С. 83–90.
2. Абрукова Л.П. Применение конического пластометра для исследования прочностных свойств почв // Почвоведение. 1980. № 7. С. 147–155.
3. Воронин А.Д. Структурно-функциональная гидрофизика почв. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1984. 204 с.
4. Горькова И.М. Структурные и деформационные особенности осадочных пород различной степени уплотнения и литификации. М.: Наука, 1965. 128 с.
5. Классификация и диагностика почв России. Смоленск: Ойкумена, 2004. 342 с.
6. Манучаров А.С., Абрукова В.В. Структурно-механические свойства дерново-подзолистой почвы // Почвоведение. 1983. № 4. С. 64–73.
7. Сергеев Е.М. Инженерная геология. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1982. 248 с.
8. Хайдапова Д.Д., Милановский Е.Ю., Честнова В.В. Оценка реологическими методами восстановления структуры почв под влиянием выращивания лесополос на антропогенно нарушенных почвах // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2014. № 6. С. 53–57.
9. Хайдапова Д.Д., Пестонова Е.А. Прочность межчастичных связей в почвенных пастах и агрегатах // Почвоведение. 2007. № 11. С. 1330–1335.
10. Хайдапова Д.Д., Честнова В.В., Шеин Е.В., Милановский Е.Ю. Реологические свойства черноземов типичных (Курская область) при различном землепользовании // Почвоведение. 2016. № 8. С. 955–963.
11. Шеин Е.В. Курс физики почв. М.: Изд-во Моск. ун-та, 2005. 432 с.
12. Шеин Е.В., Болотов А.Г., Хайдапова Д.Д., Милановский Е.Ю., Тюгай З.Н., Початкова Т.Н. Реологические свойства черноземов Алтайского Приобья // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2014. № 8. С. 32–38.
13. Шрамм Г. Основы практической реологии и реометрии. Пер. с англ. под ред. В.Г. Куличихина. М.: Колосc, 2003. 312 с.
14. Markgraf W., Horn R., Gragg L., Cassell J. Rheological Investigations in Soil Micro Mechanics: Measuring Stiffness Degradation and Structural Stability on a Particle Scale // Progress in Management Engineering. Nova Science Publishers, Hauppauge. 2009. P. 237–279.
15. Markgraf W., Horn R., Peth S. An approach to rheometry in soil mechanics – Structural changes in bentonite, clayey and silty soils // Soil & Tillage Research. 2006. V. 91. P. 1–14.
16. Mezger T. The Rheology Handbook for users of rotational and oscillatory rheometers. Hanover: Vincentz, 2011. 436 p.