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。
按尺寸分离颗粒
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。
量化粒径分布
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。
筛分的局限性
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。
为什么粒径分布至关重要
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。
预测水流（渗透性）
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。
确定结构强度和稳定性
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。
为工程用途对土壤进行分类
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。
理解权衡和局限性
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。
0.075 毫米的截止点
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。
忽略了颗粒形状
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。
结果的好坏取决于样品
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。
根据您的目标做出正确的选择
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。
- 如果您的主要重点是基础设计或道路施工： 您使用筛分分析来确定土壤的承载能力、稳定性和作为压实填料的适用性。
- 如果您的主要重点是排水、化粪池系统或环境修复： 您使用它来评估水和其他液体通过土壤的移动速度（渗透性）。
- 如果您的主要重点是总体场地特征描述： 您将其作为第一步基础，对土壤进行分类，为所有未来的岩土和工程决策奠定基线。
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。
摘要表：
| 筛分分析的目的 | 测量的关键指标 | 分析的主要土壤类型 |
|---|---|---|
| 确定粒径分布 | 砾石、沙子、粉土、粘土的比例 | 粗粒土（颗粒 > 0.075 毫米） |
| 预测土壤渗透性 | 水流潜力 | 所有用于排水设计的土壤 |
| 评估结构强度和稳定性 | 承载能力 | 用于基础和施工的土壤 |
| 土壤分类（例如 USCS） | 标准化的土壤类型 | 用于工程规范的粗粒土 |
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