篩分法與沉降法在顆粒分析中的差異化對比及結(jié)論

篩分法原理簡單，操作方便，測試過程直觀明了，且其不確定性影響因素少。因此，篩分法曾一直被當(dāng)作顆粒分析的標(biāo)準(zhǔn)方法。但是，近來也有許多學(xué)者已經(jīng)注意到了“篩分粒徑”并不只是簡單的中徑，而且還與顆粒形狀有關(guān)。另外，由于篩子會(huì)不可避免地殘留部分沙樣以及天平精度等因素的影響，使得用篩分析法進(jìn)行測試時(shí)的樣品量不能太少，否則將會(huì)由于誤差的影響太大而無法得出正確的結(jié)果，這給某些沙樣較少的實(shí)驗(yàn)帶來了困難。因此，沙粒形狀不規(guī)則（非標(biāo)準(zhǔn)圓球形）、篩孔孔徑不標(biāo)準(zhǔn)、天平精度不夠、篩子殘留部分沙樣等因素皆會(huì)導(dǎo)致篩分析法所測數(shù)據(jù)不準(zhǔn)。
與篩分法相比，沉降法應(yīng)用得更為普遍一些。該方法是用水力學(xué)的方法進(jìn)行粒度分布的測定，因此若對水中泥沙顆粒進(jìn)行粒度分析時(shí)，使用該分析方法進(jìn)行顆分與自然界中許多情形較為相似。但由于沉降速度是顆粒的濃度、形狀、分布均勻性、粒度特征及邊壁影響等眾多因素的復(fù)雜函數(shù)[8～10]，因此通過沉降速度的換算得出顆粒直徑的方法顯得有些繁瑣；而且目前所有的幾家沉速公式亦多為經(jīng)驗(yàn)性或半經(jīng)驗(yàn)性的，采用不同沉速公式的結(jié)果會(huì)有較大差異，因此其準(zhǔn)確性有時(shí)也會(huì)受到質(zhì)疑。
篩分法與沉降法兩種顆粒分析方法所測出的數(shù)據(jù)，都不可能是樣品級配組成的的“真值”，而是對樣品粒度特征的近似的、相對準(zhǔn)確的描述。同時(shí)，由于二者原理及方法上的截然不同，兩種方法所得顆分結(jié)果很可能會(huì)存在較大差異。因此，在應(yīng)用各家關(guān)于顆粒粒度特征分析的數(shù)據(jù)時(shí)，注意其所采用的分析方法。對于沉降分析法，還要注意其選用的沉速公式。因?yàn)槌了俟绞怯绊戭w分結(jié)果的一個(gè)重要原因之一，即使其它實(shí)驗(yàn)條件都相同，若計(jì)算顆粒的粒徑時(shí)所采用的沉速公式不同，也會(huì)使得顆分結(jié)果出現(xiàn)很大的差異。
原則上講，對于某一批要進(jìn)行粒度分析的沙樣來說，采用同一種分析方法進(jìn)行分析。這樣既容易保證樣品測試結(jié)果的準(zhǔn)確性，又便于不同樣品之間進(jìn)行分析比較。但在實(shí)際問題中，可能由于沙樣級配范圍較寬等原因而確實(shí)需要采用兩種顆分方法進(jìn)行分析，這時(shí)一定要注意不同方法分析結(jié)果之間的相互轉(zhuǎn)化和修正，將兩種分析結(jié)果換算成為同一個(gè)體系中的資料，而不能拿兩種實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不加轉(zhuǎn)換地直接用于研究同一問題，否則便有可能導(dǎo)致與實(shí)際情況相差較大甚至導(dǎo)致根本錯(cuò)誤的結(jié)論。
要對粒徑計(jì)法的分析成果進(jìn)行校正，以單顆粒沉降分析法確定泥沙樣品的標(biāo)準(zhǔn)級配，與粒徑計(jì)分析級配進(jìn)行對比，分析二者之間的關(guān)系，是和可靠的實(shí)驗(yàn)方法[5]。通常情況下，要進(jìn)行顆粒分析的沙樣中所包含的泥沙顆粒往往數(shù)目極多，且粒徑很不均勻。因此，要從中選出數(shù)目足夠多的、具有充分代表性的顆粒，然后采用單顆沉降法進(jìn)行分析是困難的，有時(shí)甚至是無法實(shí)現(xiàn)的。另外，由于采用單顆沉降法測出的顆粒粒徑仍然屬于“沉降粒徑”，與篩分法所得“篩分粒徑”之間仍有一定差異，因此很難據(jù)此對篩分法和粒徑計(jì)法兩種顆分方法所得結(jié)果直接進(jìn)行分析校正。實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)所需測定的具體參數(shù)（如D50、D25、D75等），取有代表性的樣品直接進(jìn)行篩分法和粒徑計(jì)法兩種顆分方法之間的“率定”，然后根據(jù)“率定”結(jié)果，對這兩種分析方法所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行相互轉(zhuǎn)化和修正。這是較為實(shí)用而準(zhǔn)確的校正方法。
 

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