67. Фізико-механічні властивості ґрунтів.

До фізико-механічних властивостей ґрунтів відносяться: пластичність, липкість, набухання, просідання, зв’язність, твердість і питомий опір. Фізико-механічні властивості мають велике значення для оцінки технологічних властивостей ґрунту – умов її обробки, роботи посівних й збиральних агрегатів.

Пластичність – властивість ґрунту змінювати свою форму (деформуватися) без утворення тріщин під дією зовнішніх сил і зберігати надану форму після завершення механічної дії. Пластичність обумовлена мулистою фракцією і залежить від вологості ґрунту. Сухі ґрунту не володіють пластичністю. Надто зволожені ґрунти починають текти і втрачають пластичність. В зв’язку з цим розрізняють верхній і нижній поріг пластичності. Верхній визначається величиною вагової вологості, при якій ґрунт починає текти, нижній – при якому ґрунт ще можна розкатати в шнур діаметром 3 мм без утворення тріщин. Пластичність залежить від гранулометричного, мінералогічного і хімічного складів, складу обмінних катіонів. Найбільшу пластичність мають глинисті ґрунти, найменшу – піщані. Підвищена кількість обмінного іону натрію збільшує пластичність. Більш гумусовані ґрунти характеризуються меншою пластичністю. Пластичні ґрунти мають меншу здатність супротивлятися механічній дії. Чим більша пластичність, ти більше ґрунт піддатливий до утворення колії на її поверхні при проході агрегатів.

Липкість – властивість вологого ґрунту прилипати до інших тіл. Ця властивість проявляється в певних діапазонах вологості, коли щеплення між ґрунтовими частинками менше, чим між ними й предметами, що до них дотикаються. Вона визначається силою, яка потрібна для відриву металічної пластинки від ґрунту і виражається в г/см². За липкістю ґрунти поділяють (за Качинським): на гранично в’язкі (>15 г/см²), сильнов’язкі(5-15), середньов’язкі (2-5) і слабов’язкі (<2г/см²).

Липкість чинить негативний вплив на умови обробки, якщо стан вологи і підвищена пластичність ґрунту викликають її прилипання до робочих частин сільськогосподарських машин. При цьому збільшується тяговий супротив і погіршується якість обробки ґрунту. Липкість залежить від гранулометричного, мінералогічного і хімічного складу ґрунту, її структурності і складу обмінних катіонів. Найбільшу липкість мають важкі безструктурні і слабо оструктурені ґрунти; насичення ґрунтового вбирного комплексу іоном кальцію знижує липкість, а йон натрію навпаки – збільшує її.

Набухання – збільшення об’єму ґрунту при зволоженні. Виражається в об’ємних процентах від вихідного об’єму ґрунту. Ця властивість зв’язана зі здатністю колоїдів ґрунту сорбувати воду і утворювати гідратні оболонки навколо мінеральних і органічних частин. Набухання найбільше виражено у глинистих мінералів з решіткою, що розширюється, що обумовлю не тільки поверхневу сорбцію води, але і її проникнення в міжпакетні проміжки мінералів. При цьому об’єм таких колоїдів може збільшуватися в 2 рази. Збільшення набухання відбувається при внесенні йону натрію у ґрунтовий вбирний комплекс. Набухання – негативна властивість; його прояв може супроводжуватися випиранням ґрунтової маси, руйнування структурних окремостей.

Просідання – зменшення об’єму ґрунту при висиханні. Це явище зворотнє до набухання і залежить від тих же факторів. Чим більше набухання ґрунту, тим більше і його просідання. Виражається воно у відсотках від об’єму вихідного ґрунту. Просідання може викликати розрив коренів, приводить до утворення тріщин, що сприяє невідворотній втраті вологи через випаровування.

Зв’язність – здатність ґрунту супротивляться зовнішньому зусиллю, що має на меті роз’єднати ґрунтові частинки. Виражають її в кг/см². Зв’язність обумовлена силами щеплення між частинками ґрунту, залежить від гранулометричного, мінералогічного і хімічного складів, вологості, а також оструктуреності і факторів, що її обумовлюють (гумусованості, складу обмінних катіонів й ін.). Найбільшу зв’язність мають глинисті ґрунти і ґрунти, що містять велику кількість обмінного натрію. Оструктурені ґрунти характеризуються меншою зв’язнісю. Невисоку зв’язність мають піщані ґрунти. Мінімальна зв’язність спостерігається при вологості, яка близька до вологості зав’янення.

Врахування зв’язності ґрунту має велике знаяення для якості виконання технологічних операцій – рихлення, перемішування ґрунтових шарів і т.д. Ці прийоми повинні виконуватися при найменшій зв’язності ґрунту.

Твердість – властивість ґрунту в природньому заляганні супротивляться стисненню і розклинюванню. Виражається вона в кг/см². Вимірюється за допомогою твердомірів. Її показники коливаються від 5 до 60 кг/см² і більше. Висока твердість ґрунту – показник поганих її агрофізичних властивостей. Твердість залежить від вологості, гранулометричного складу, оструктуреності, складу поглинутих катіонів, вмісту гумусу. Зі зниженням вологості ґрунту твердість зростає. Ґрунти добре добре гумусовані і структурні мають менші показники твердості, ніж мало гумусні і безструктурні. Насичення ґрунтового вбирного комплексу кальцієм знижає твердість, а насичення натрію значно підвищує її. Висока твердість підвищує тягове зусилля при обробці, знижує схожість насіння, затруднює проникнення коріння рослин.

Питомий опір – зусилля, що затрачене на підрізання пласта, його оборот і тертя об робочу поверхню. Вимірюють питомий опір ґрунту в кілограмі, що приходиться на 1 см² поперечного січіння пласта, що піднімається плугом. В залежності від гранулометричного складу, фізико-механічних властивостей, вологості, характеру поля питомий опір ґрунту може змінюватися від 0.2 до 1.2 кг/см². Від питомого опору ґрунту залежать затрати на його обробку; з цією величиною зв’язана норма виробітку машинно-тракторного парку, розхід паливно-змазочних матеріалів.