基于DLVO理论的粘土颗粒分离能力与液固比模型及验证

摘要

根据DLVO理论建立有关土壤水膜和土壤液固比的土壤分离能力数学模型,得到土壤分离能力关于土壤液固比与颗粒粒径的计算公式,并对已有的薄层水流试验结果进行了相应的验证.研究表明,当土壤液固比上升时,土壤结合水膜厚度增加,二者呈线性相关;而土壤颗粒粒径越小,结合水膜的能力对液固比的响应越敏感,要达到相同水膜厚度,小粒径土壤颗粒所需液固更大;土壤分离能力(分离压)与液固比有关,通过薄层水流实验验证发现,土壤启动临界时的粘聚力c(分离压)和薄层水流临界剪切力τ0具有相等的状态,当τ0大于c时,土壤颗粒发生分离,土壤侵蚀开始启动.研究结果对土壤侵蚀的防治、土壤分离的防止、土壤结构的加固、土壤结构稳定及土壤生态服务功能的发挥都具有重要的理论和实践指导作用.