土壤—固体表面粘附行为的热力学分析

依据界面热力学原理对土壤—固体表面粘附行为进行了分析。土壤粘附强度主要由毛细管作用力和界面水膜粘滞力构成,固体表面性质对其产生影响。本文还讨论了土壤动物体表特征,其体表憎水性、体表液的低粘滞性和亚宏观到微观层次上的非光滑结构是重要的表面特征。     

土壤对固体材料粘附力的理论分析

土壤对固体材料的粘附力包括分子引力、独立水环引力和水膜粘滞力。利用Lifishitz宏观物体间分子作用理论推导出土壤粘附的分子引力;从土壤粘附系统能量出发,推导出土壤粘附的独立水环引力,并能有效地解释水与固体材料接触角在0～180°范围内土壤对固体材料的粘附规律,分析了土壤粘附的水膜粘滞力与水膜厚度的关系。     

土壤颗粒尺寸分布分维及对粘附行为的影响

依据Tyler和Wheatcraft推导的土壤颗粒累积质量—尺寸标度关系,计算了我国主要土壤的颗粒尺寸分布(PSD)分维,结果表明:淡栗钙土、黄绵土、黑垆土、褐土((土娄)土)、潮土、灰漠土、黑土、黄棕壤、黄壤、红壤及赤红壤(砖红壤)的PSD分维依次增大,土壤粘粒含量增加使其PSD分维增大。结合上壤颗粒表面分形特性及土壤粘附的基本原理,探讨了土壤PSD分维对土壤—固体表面粘附行为的影响。PSD分维高的土壤与固体表面粘附力大,与固体表面发生明显粘附的起始含水量提高,发生明显粘附的含水量区间增宽。     

土壤粘附规律的化学吸附分析

用以化学吸附为主的土壤粘附模型，对法向粘附、切向粘附和无水情况下的粘附规律以及界面压力、加压时间、温度变化等因素对粘附力的影响进行了分析，该粘附机理不仅能够很好地解释粘附规律，而且还能对已有粘附理论尚解释不清的粘附现象，如土壤机械组成、矿物质组成与粘附力的关系，粘附力与吸附阳离子的关系，ｐＨ值对粘附力的影响等作出解释。在此基础上，作者根据这一模型提出了改变触土部件表面材料组成、触土部件非光滑表面仿生改形和电渗减粘脱土的有效方法     

超高分子量聚乙稀(UHMWPE)及其复合材料的土壤粘附

利用正交试验设计理论,研究了试验因素（如土壤水分、载荷、载荷作用时间）及其交互作用对土壤在超高分子量乙烯（ＵＨＭＷＰＥ）及其基复合材料及４５钢,表面粘附力的影响,得到了粘附力与试验影响因素间的回归方程。研究结果表明：在所考察的试验因素中,含水量对粘附力的影响最大,其次为土壤载荷和载荷作用时间。各影响因素对土壤在不同材料表面粘附的影响程度不同。研究结果同时表明：各因素间的交互作用对不同材料的土壤粘附力影响不同,反映了固体表面的热力学状况对土壤粘附力的影响。     

钢铁的表面电位及其土壤粘附特性

在金属／土壤粘附系统中由于界面水膜而存在着电化学反应。该文研究了犁壁用钢土壤粘附特性与其表面电位的关系。结果表明，钢铁的表面电位能在一定程度上较好地反映出其土壤粘附性能。在试验条件下，试样的粘附力与表面电位符合二次曲线关系，表面电位越低，试样对土壤的粘附力越小。与目前已知的粘附性能评定方法相比，表面电位测定法具有数据稳定和试验周期短的优点。     

钢的显微组织对其土壤粘附特性影响的研究

本文对土壤粘附系统动态过程进行分析,并研究了钢中不同显微组织试样的粘附特性及其随土壤含水量、载荷、加载时间等因素变化的规律。结果表明,显微组织对粘附力有影响:马氏体低温回火与高温回火组织的粘附力较低,而中温回火组织的粘附力较高。     

果园土壤铜素的含量、形态及剖面特征研究

16个土壤剖面的 77个土样的铜素含量及剖面与形态特征研究表明 ,果园由于长期大量使用含铜农药波尔多液等 ,表层土壤全铜含量明显高于对照 ,超过土壤环境质量规定的二级标准 ;果园土壤中的交换态铜、有机态铜和沉淀态铜的分配系数比对照土壤明显增加 ;随着剖面层次的加深 ,各形态的铜含量逐渐降低 ,与对照土壤的差别逐渐减少 ,说明外源铜主要对表层和亚表层土壤产生深刻影响     

生物固体的应用及其对重金属的影响研究

本介绍了近年来美国和欧洲对生物固体（废水处理的副产物）的研究情况。研究表明：生物固体施用于农田、林地等、可促进植物生长；生物固体的来源、性质及土壤、气候、植被等都会对施用地重金属的含量、吸收、移动及形态产生影响；植物吸收重金属受土壤有机质含量，阳离子交换量，ｐＨ、质地，铁和锰氧化物等的影响；生物固体中绝大部分重金属在施用土壤后就被有机质，碳酸盐结合为稳定的，难移动的形式，被固定的量与土壤ｐＨ、粘     

贵州省万山汞矿区周围土壤中不同形态汞的空间分布特征

利用连续提取法对贵州省万山汞矿区周边土壤的形态与分布特征进行了测试分析。结果表明,研究区土壤中汞含量在1.34～291.71mg·kg-1之间,明显高于我国土壤汞背景值。表层土壤中汞含量在东部区域普遍较高,西部区域相对较低,并呈现随距污染源距离的增加逐渐降低的趋势。剖面土壤中的汞则表现出明显的表层富集规律。研究区土壤中汞的形态主要以残渣态、难氧化降解有机质及某些硫化物结合态和易氧化降解有机质结合态汞为主,且不同形态的汞含量与总汞含量具有较大的相关性。     

土壤和润湿研究中的分形现象

分形几何学的理论与方法已被用于土壤表面不规则性、旋耕土块轮廓及表面裂纹形状和分布、土壤值的空间分布及固体表面润湿性的研究中,利用分形维数定量探讨它们的规律性。本文综合评述了土壤表面、土块轮廓与裂纹、土壤值及润湿研究中的分形特性。     

土壤粘附机理的化学吸附分析

在对已有土壤粘附机理进行综合分析的基础上，从结构化学和量子力学的统计效应出发，对参与粘附的各种因素———土壤表面性质、触土部件表面特性、土壤水中各种离子的性质进行了全面分析，从化学吸附角度，提出了以化学吸附为主的土壤粘附机理。该模型认为土壤与触土部件金属材料表面的粘附力是由土壤与金属表面间的化学吸附力（包括物理吸附力）、土壤水在金属与土壤之间形成的化学吸附力（宏观上表现为毛细管力）和水的粘滞阻力三部分组成     

探索“透明”土壤体：土壤孔隙学的时代已经启航

土壤是地球表面由固、液、气三相组成的疏松多孔介质体,土壤物理、化学和生物学等过程主要发生在液相和气相填充的土壤孔隙中及其与固相的交界面。随着无损探测土壤孔隙结构、土壤生物化学原位分析和计算机模拟等技术的快速发展和计算能力的提升,从土壤孔隙的形态、结构和功能的角度,原位、直观、精确地研究土壤中动态发生的各种过程成为可能,推动了对真实土壤中各种微观过程与机制的研究。基于前期的研究进展,本文提出,研究透明土壤体的物理学—土壤孔隙学（Soilporelogy）的时代已经启航。土壤孔隙学主要针对土壤孔隙空间,研究其动态变化与土壤物理、土壤化学和土壤生物（生态）互作过程及其效应。以土壤孔隙学为主线,本文首先介绍了获取土壤孔隙方法的进步,进而论述了基于土壤孔隙的流体运动、生物化学过程、根系和生物活动以及土壤微观生态学等的试验和模拟研究。最后,本文对土壤孔隙学的研究方法和理论发展方向进行了展望,相信基于土壤孔隙的研究会推动土壤学研究新的发展。     

土壤动物非光滑体表几何单元的统计分析及模拟

为科学地利用生物减粘降阻的进化优化成果,对蜣螂非光滑体表几何单元的特征参数、分布特性及其数量关系进行数理统计分析,提出了较真实描述非光滑几何单元分布规律定量关系式。在此基础上,建立了仿蜣螂触土部位几何单元均匀分布、特征尺寸高斯分布的非光滑表面的统计数学模型,并编制出计算机模拟软件,为触土部件更合理地仿生改形研究打下了基础。