【摘要】 本文详细探讨土壤透气性的稳态法与瞬态法测量技术,分析干密度、孔隙度等关键影响因素。结合科学指南针专业环境检测平台,提供旋转粘度计等土壤检测服务,助力科研与工程应用。
土壤透气性是评估多孔介质允许空气通过能力的重要参数,在岩土工程、环境修复、农业和石油领域具有广泛应用。例如,在城市基础设施建设、污染土壤蒸汽提取修复、以及垃圾填埋场空气减排中,准确测量土壤透气性至关重要。它不仅能帮助分析有害气体迁移,还能评估植物生长条件和填埋场覆盖系统性能。此外,透气性数据可用于量化土壤孔隙连通性,揭示空间变异性,为科研和工程提供基础支持。
当前,土壤透气性的测量方法主要分为稳态法和瞬态法。稳态法通过恒定气压或流量实现气体稳定流动,适用于高渗透性介质,精度高但耗时较长;瞬态法则采用压降原理,更适合低渗透材料现场测试,效率高但受环境因素影响较大。研究人员如Lu等人[1]总结了各种测试装置的优缺点,并强调了方法选择需基于土壤特性。

图1. 透气性测量装置原理图。[1]
影响土壤透气性的关键因素包括土壤密度、孔隙度、含水量和机械变形。干密度增加通常导致透气性降低,因为压实会减少孔隙空间;孔隙结构则直接决定固有渗透性,而含水饱和度通过影响空气含量改变相对渗透性。剪切或压实等机械作用可能显著降低透气性,尤其在重型工程中。

图2. 土壤透气性随干密度的变化。[1]
为提升测量准确性,近年研究聚焦于改进设备与公式,例如通过形状因子优化现场仪器,或基于土壤水保持曲线预测透气性。这些进展强调了多参数综合评估的重要性。
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参考文献:(1) Lu, S.-F.; Han, Z.-J.; Xu, L.; Lan, T.-G.; Wei, X.; Zhao, T.-Y. On measuring methods and influencing factors of air permeability of soils: An overview and a preliminary database. Geoderma 2023, 435, 116509.
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