[实用新型]大量程土壤水吸力测量的吸力平板仪

说明书

本实用新型涉及测量土壤水吸力的吸力平板仪，特别是一种大量程土壤水吸力测量的吸力平板仪，属土壤分析仪器。

吸力平板仪是土壤实验室里一种多用途的常规仪器，可用于测定土壤水分特性曲线以及可测出土壤容重、总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度，不同含水条件下的土壤三相比等一系列土壤物理参数。目前已使用的有砂蕊漏斗吸力平板仪，但它有易漏气、易破损、精度不够等缺点。英国的一种吸力平板仪最大测定土壤水吸力范围为0-40kpa，只能测定土壤中大于7.5微米的各类孔隙度容积，测量范围受到限制。

本实用新型以提高测量精度及扩大测量范围为目的，提供了二种吸力平板结构，用石英砂平板和高岭土平板，分别完成0-10kpa及10-90kpa两段量程的测量。

在叙述本实用新型的内容前，让我们首先了解一下吸力平板仪的测量原理。所谓吸力平板仪的吸力平板即将一定粗细的砂、土压实成平板，吸力平板充水后，期间的细微孔隙具有很强的持水能力，若在平板下施加一个吸力P(负压)。这个吸力若小于平板内最大孔隙的持水力(毛管引力)时，这种平板只能渗过水流，而不能透过空气。

若平板上放置一块被水分饱和了的土样，平板下的吸力为P。土样中一部分水分将通过平板向下渗流。直到土壤的持水力与吸力P相等时，向下运动的水流就停止。如果，再增加吸力，由土样通过平板的水流又开始了。直至土壤持水力与新施加的吸力相等，达到平衡，水分不再运动，记录每一次施加的吸力P值。称重每次达到平衡后的试样。我们就可得到一系列水分吸力与土壤含水量的对应值。将这些对应值在方格纸上作图，就可得出土壤水分特征曲线。

根据茹林公式，可以算出与相应吸力相当的土壤孔隙直径。 d = 3 p ]]>式中：d-与吸力相当的土壤孔隙直径(毫米)

  p-吸力平板下所施加的吸力(厘米水柱高)

这样我们就可从不同吸力下土壤释出的水量，进一步就可绘出土壤孔隙的累积曲线和分布曲线。

当然，仪器可测定的土壤吸力范围与吸力平板的本身孔径有关。平板本身的孔隙组成愈细。它所能测定的土壤吸力范围就愈大。但是，这时流经平板的水流速度也愈慢。用过细的平板去测定低吸力区段的土壤水量(或孔隙量)，将使测试时间大大延长。比较理想的吸力平板的孔隙组成，应稍小于被测的多孔体孔径。二者的孔径差异最好在一个数量级左右。这样，测定时既不会发生漏气现象，又使测定所需的平衡时间大为缩短。

依据上述原理，为了使测量量程扩大多个数量级，本实用新型的关键在于用常规的吸力平板仪进行测量，该吸力平板仪包括吸力平板及其与其配套的其他公知测量部件，其特征是将测量量程分解为由低至高至少两段，每段测量范围分别选用孔隙度不同的吸力平板。将测量量程分为两段，低段使用石英砂吸力平板，用公知的水柱平衡法及其相应的测量部件完成0-10kpa范围测量，高段使用高岭土吸力平板，用公知的减压法及其相应的测量部件完成10-90kpa范围测量。石英砂吸力平板的结构为在一容器内，自容器底面起向上依次设置紧实的粗石英砂层和细石英砂层，二层间设有隔离布，容器底面上设有通负压的孔；所说高岭土吸力平板的结构为上述细石英砂层之上再设置一层高岭土层。石英砂吸力平板中粗石英砂粒径为1-2mm，细石英砂粒径为20-100um，粗石英砂层厚为2-3cm，细石英砂层厚7-9cm，二层之间为化纤布隔离，高岭土粒径10um左右，层厚10mm左右。

附图及实施例：

图1为0-10kpa石英吸力平板仪示意图；

图2为10-90kpa高岭土吸力平板仪示意图。