为什么要对土壤样品使用筛子？为了确定工程用的粒径分布

在土壤分析中，筛子主要用于一个目的：进行筛分分析。这是确定土壤样品粒径分布的基本技术，即找出不同大小颗粒（如砾石和沙子）的精确比例。

使用筛子不是为了清洁土壤；而是为了将其解构。通过按尺寸分离颗粒，您可以揭示土壤的基本物理构成，从而预测其工程行为——特别是其强度、稳定性和水管理能力。

筛分分析实际测量什么

筛分分析是一个直接的机械过程，可产生有关土壤成分的关键数据。这是了解土壤在现实条件下将如何表现的第一步。

该过程涉及将干燥的土壤样品通过一组嵌套的筛子。堆栈中的每个筛子都有一个孔径逐渐减小的网眼，从顶部最粗的到底部最细的。

当堆栈被摇动时，土壤颗粒会按尺寸分类。最大的颗粒保留在顶部的筛子上，而最小的颗粒则通过到底部的筛子上。

摇动后，保留在每个筛子上的土壤将被称重。这些数据用于计算总样品中落在特定尺寸范围内的百分比。

结果是粒径分布曲线。该图是向其他工程师和地质学家描述粗粒土构成的通用语言。

筛分分析对于粗粒土——即沙子和砾石——非常有效。这些是直径大于 0.075 毫米的颗粒。

对于更细的颗粒，如粉土和粘土，筛分的物理过程变得不切实际。需要使用另一种方法，例如比重计分析，来确定这些细粒土的粒径分布。

了解沙子、砾石和更细颗粒的比例至关重要，因为它直接决定了土壤最重要的物理特性。这些数据使您从猜测转向可预测的工程设计。

以大而粗的颗粒（如砾石和洁净沙子）为主的土壤，颗粒之间存在较大的孔隙。这导致高渗透性，意味着水很容易流过它们。这非常适合排水应用。

相反，含有高比例细颗粒的土壤孔隙很小，导致低渗透性。它们会滞留水分，因此适用于池塘衬垫或大坝核心材料等应用。

土壤的承载能力在很大程度上受其粒径影响。粗粒土通常具有较高的抗剪强度，并且能更好地支撑建筑物、道路和路堤的结构荷载。

分布也决定了土壤的压实程度。具有良好颗粒尺寸混合的“级配良好”的土壤可以被压实成致密、稳定的状态，孔隙很少。

筛分分析是根据统一土壤分类系统 (USCS) 等标准对粗粒土进行分类的强制性步骤。

这种分类为土壤的特性提供了一种标准化的简写方式。看到被分类为“SW”（级配良好的沙子）的工程师会立即知道其大致的强度、排水和压实特性，而无需查看原始数据。

尽管筛分分析是基础性的，但它并不能提供土壤特性的完整图景。它的价值取决于对其局限性的理解。

最主要的局限性是筛分仅适用于粗粒土。如果样品中含有大量的粉土或粘土，仅进行筛分分析将是不完整且可能具有误导性的。需要进行比重计测试来分析更细的组分。

筛分分析本质上将颗粒视为球体。实际上，颗粒可以是角状、圆状或扁平的。颗粒形状会影响它们的堆积方式，并可能以简单的尺寸分析无法捕捉到的方式影响强度和渗透性。

分析是针对相对少量的土壤进行的。如果该样品不能真正代表现场的整体土壤条件，那么无论结果多么精确，对于做出准确的设计决策都是无用的。

您进行筛分分析的原因直接关系到您需要用土壤解决的问题。

最终，对土壤样品使用筛子是将原材料转化为可预测的工程构件的方式。