土壤剪切力简介

土壤力学性质(又称机械物理性质)包括黏结性、黏着性、可塑性和胀缩性，以及其他受外力作用而发生变形的性质，这些性质又称为土壤结持性。土壤力学性质与土壤耕作中的诸多问题，如耕作难易、耕作质量、土壤压板等密切相关。土力学就是研究土壤力学特性的土壤学分支学科。

土壤是由固体颗粒组成的，土粒间的联结强度远远小于土粒本身的强度，故在外力作用下土粒之间发生相互错动，引起土壤中的一部分相对另一部分产生滑动。土壤抵抗这种滑动的性能，称为土壤的抗剪性。

土壤的抗位移特性是土壤耕作阻力的主要因素之一，土壤的位移阻力常用土壤的抗剪强度来表示。将土样置于由上、下盒构成的剪切盒中，在其上加以垂直荷载，使土样在横断面上感受压应力P，固定下盒，在上盒施以水平力，则土样在位于上、下盒之间的横断面上受到剪应力的作用，当剪应力超过一定值S时，土样便被剪断。

这一定值S即称为土壤的剪切强度(shear strength)，它是由土壤黏结力和内摩擦力所构成的强度。

犁耕引起土垡破碎主要是剪切力的作用。但是，如果在塑性范围内进行耕作、土垡在犁壁的压缩和剪切力作用下会发生有害的黏团(puddle)现象，即孔隙容积减少，孔径缩小，无效孔隙增多。这种黏闭的土垡外观上常常有明亮的光泽，当拖拉机等在潮湿土地上耕作时，除轮子压缩土壤外、也有剪力波的作用造成土壤黏闭。 2100433B

中型轧钢车间多数使用平行刃剪断机，其剪切力可按下式计算

式中，

如图5所示。列出剪切力与温度、材料、轧件断面尺寸间的关系。

土壤物理性质之一。指土壤中不同大小直径的矿物颗粒的组合状况。土壤质地与土壤通气、保肥、保水状况及耕作的难易有密切关系；土壤质地状况是拟定土壤利用、管理和改良措施的重要依据。

土壤的两种彼此关联的物理性质，即土壤电性和磁性的统称。土壤电磁性的测定对于土壤发生分类的研究、土壤调查和制图、土建工程的地基处理以及农田生态系统的调控和环境保护都具有重要意义。

土壤物理土壤电性

指不同于土壤电化学性质的土壤电物理性质，包括土壤自然电场（电位）、电阻（电导）、电渗、介电常数等。其中，尤以土壤电阻和自然电场更为重要。土壤电阻是土壤电导的倒数，常用以确定土壤含水量或盐渍度，进而可确定某些土壤的分布界线等。土壤自然电场是土壤中各种带电土粒和盐类离子所具有电场。通过测定土壤自然电场，可以了解某些成土过程的信息、区分复域土壤、确定地下水位和流向等。成土过程和耕作、施肥、灌排等所造成的土壤盐分离子的离解、解吸、淋溶、淀积、吸附等，可使剖面中自然电场产生分异，从而显示其发生学特征。如碱土和淡栗钙土等淋溶层的自然电场比淀积层高40～50毫伏，而淡栗钙土淀积层的自然电场又比碱化层高15～25毫伏。各发生层的界面上的电位差较大。

土壤物理土壤磁性

按磁性特征，土壤组分可分反磁质、顺磁质和亚铁磁质3类。由于反磁质的磁性极其微弱,土壤磁性主要决定于后两类，尤其是亚铁磁质。但土壤中的铁、锰化合物多为顺磁质，只有磁铁矿、磁赤铁矿及其含钛系列等少数几种为亚铁磁质。土壤磁性与土壤矿物的组成关系密切。成土过程中土壤铁、锰物质的淋移、淀积和形态转化，特别是顺磁质和亚铁磁质的相互转化，是造成土壤磁性消长的原因。

土壤磁性包括磁化率、剩余磁化强度（剩磁）、饱和磁化强度、矫顽力等，以前二者更为重要。土壤磁化率用以量度磁化的难易，其含义可用下式表示：K=J/H。式中K为溶积磁化率，J为磁化强度（单位容积的磁矩），H为外磁场强度,为消除土壤松紧状况的影响，则可用比磁化率表示： X=K/d。式中X为比磁化率；d为土壤容重剩余磁化强度，指物质在外磁场中磁化后再撤离外磁场时，反磁质和顺磁质的感应磁性立即消失，而铁磁质和亚铁磁质仍可长久保持的一部分感应磁化强度。土壤自然剩磁则是土壤形成过程中各种磁化作用保留下的剩磁，包括热剩磁、沉积剩磁、化学剩磁和沉滞剩磁等的综合。土壤剖面中各层的剩磁与感应磁化强度（由现今的地磁场影响产生）的比值称Q值，可作为土壤鉴定的依据。

土壤物理电磁性调节

土壤电磁性的调节主要包括电改良和磁处理两个方面。土壤电改良即利用人工直流电加速土壤中的电化学反应和电渗过程，可用于促进盐碱土的淋盐、脱碱和粘质土的排水、加固，达到改善土壤理化性质的目的。进行时一般将阳极置于土表、阴极置于排水沟底部,以利Na的淋洗。直流电引起阳极区的土壤溶液发生酸化，促使钙的活化和钠的排除，进而促进土壤团聚化，可显著提高土壤渗透性能。电流方向宜交替变换，以避免土壤的局部性酸化造成土体理化性质的不均匀性，以及电极材料被腐蚀而产生金属离子毒害。

土壤磁处理即将土壤置于外磁场中使其产生剩磁，或将含铁的工矿废渣经磁处理后用作土壤改良剂。前者可改善碱化土壤的微结构性；后者可改善粘质土壤，特别是潜育性土壤的理化性质。

本书可作为土壤、农田水利、环境保护类专业研究生的教科书，并可供有关专业技术人员参考。2100433B