土壤物理性質.

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1 土壤物理性質

2 何謂土壤？ 係指地球陸地表面經風化碎裂的外層
其形成始於經由物理（物理風化：冷熱交替、膨脹收縮、水之結冰與融化、根部穿透所生之壓力、土粒的摩擦等）及化學（化學風化：水合、氧化、還原、溶解、分解、沈澱而固定、揮發或淋洗而除去某些成分、各種化學交換反應等）過程將岩石崩潰及分解，而後受到無數大小動植物活動及其殘餘物質累進之影響。這些疏鬆風化產物常被流水、冰川或風運輸至別處沈積。

3 風化

4 風化

5 土壤剖面(Soil profile)

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8 土壤的三相分佈

9 土壤三相分佈： 固相（土壤顆粒、有機質） 液相（土壤水分、土壤溶液） 氣相（土壤空氣）

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11 固體密度(density of solids)
大多數礦物性土壤約在2.6～2.7 g/cm3之間

12 總體密度(bulk density) 總體密度<固體密度 一般約為1.3～1.35 g/cm3之間
砂土可達1.6 g/cm3，團粒化壤土及黏土可低至1.1 g/cm3

13 孔隙度(porosity) 一般介於0.3～0.6 粗質地土壤較細質地土壤為小，但個別孔隙以前者較大
黏土之孔隙度隨土壤之膨脹、收縮、團粒化、分散、夯實及裂縫等因素而有極大之變化

14 空孔比(void ratio) 孔隙體積與固體體積之比，不是與總體體積之比

15 質量濕度(mass wetness) 水的質量與乾土質量之比，常稱為重量水分含量(gravimetric water content)
乾土(dry soil)：一般為土壤在105℃時，烘乾至平衡而言

16 體積濕度(volume wetness) 又稱體積水分含量(volumetric water content)，以%表示
砂土飽和時約為40-50%，中等質地土壤在50%左右，黏土則接近60%

17 飽和度(degree of saturation)
土壤中水分體積與孔隙體積之相對值 乾燥土壤為0，完全飽和時為100% 完全飽和很少能達到，縱使在極濕之土壤中，空氣幾乎必定因『陷入』而存在

18 孔隙度與總體密度之關係

19 體積濕度與飽和度之關係

20 土壤質地(soil texture) 係指土壤中顆粒粒徑範圍而言 組成特定土壤之顆粒是大、是小，或是中等，或其粒徑範圍
土壤中各粒徑範圍間質量的比例，為土壤的永久屬性，用以表示其物質組成之特徵

21 質地分量(texture fraction)
國際土壤學會(International Soil Science Society, ISSS) 土壤(<2mm)，石礫(>2mm) 砂粒(sand) (20μm ～2mm) 坋粒(silt)(2μm ～20μm) 黏粒(clay)(<2μm)

22 質地分量(texture fraction)
美國農業部(United States Department of Agriculture , USDA) 土壤(<2mm)，石礫(>2mm) 砂粒(sand) (0.05mm ～2mm) 坋粒(silt)(2μm ～0.05mm) 黏粒(clay)(<2μm)

23 2μm 20μm 200μm 2000μm

24 阻力方程式

25 球體在流體中力的平衡

26 以攪拌機快速攪拌 在1公升量筒中定量 量測前以攪拌棒攪拌 以比重計量測

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28 土壤質地三角圖

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32 練習 例一： 65 % sand，10 % silt ，25 % clay Sandy clay loam （砂質黏壤土）

33 練習 例二： 25 % sand，60 % silt ，15 % clay Silt loam （坋質壤土）

34 練習 例三： 20 % sand，30 % silt ，50 % clay Clay （黏土）

35 黏

36 細質地黏性土 粗質地砂性土 中質地壤性土

37 例題 1 有一濕土壤質量為1000克，體積為640立方公分，置於烘箱中乾燥後，質量為800克，假設其固體密度(s)為2.65克/立方公分。
試計算其總體密度(b)、孔隙率()、空孔比(e)、含水率()、飽和度(s) 、質量濕度(w) 。

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42 例題 2 設空孔比 (Void ratio) 為 e, 孔隙率 (Porosity) 為 f, 試證明 :

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44 例題 3 八八水災導致林邊地區淹水而留下滿地淤泥，其主要幹道中山路全長約1.5 公里，路寬10公尺，假設淤泥平均厚度為0.8公尺。若淤泥的體積水分含量為0.34，孔隙度為0.48，固體密度為2600 kg/m3，水密度為1000 kg/m3。若載重10公噸的卡車有20輛，每車每天可搬運8趟。 請問(A)該路段淤泥的總體積為何？(B)該路段淤泥的總質量為何？(C)多少天可將淤泥清光？

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