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土壤机械组成分析的数学准备－悬液法测定土壤机械组成中，斯托克斯定律的应用推导悬液法测定土壤机械组成的原理是斯托克斯定律(Stokes’sLaw)(注1)，斯托克斯定律的基本原理为：固体颗粒在液体介质中同时受两种力的作用：

A、地球吸引力作用，使固体颗粒向下沉降；

B、液体介质的粘滞作用，减慢固体颗粒的沉降速度。斯托克斯定律用精确的数学公式描述固体颗粒在液体介质的沉降速度(v)与颗粒的大小，即颗粒半径(r)、地球吸引力(g)和液体介质的粘滞系数(

)之间的关系，见下页。注1：文后附斯托克斯简介从公式可见，固体颗粒在液体介质的沉降速度与颗粒半径呈平方关系：沉降速度按固体颗粒半径的平方变化。例如，半径增大一倍，沉降速度将增加4倍！反之，半径减小一倍，沉降速度将减小至原来的1/4！为了能把斯托克斯定律应用于土壤机械组成分析，还要引入距离/速度/时间公式，即h=v*t……(2)h:比重计在土壤悬液量筒中测定悬液比重的有效高度,设为20cmv:即斯托克斯公式中的v,cm/st:大于等于指定粒径的颗粒沉降时间,s结合几种重要的土壤粒级分类标准，提炼出5个有特别意义的关键粒径，代入最终公式(5)，获得它们的测定比重时间美国质地分类制下三大粒级粒径沉降时间表粒级粒径范围(mm)沉降时间(≥本粒级粒径下限沉降时间)砂粒2~0.05≥0.05mm沉降时间71.24s(~60s)粉粒0.05~0.002≥0.002mm沉降时间44525s(~12小时)，实际使用时间为2小时，即≥0.005mm沉降时间粘粒<0.002不用计算说明：美国质地分类制粉粒下限是0.002mm，其沉降时间为12小时，但实际操作则用≥

0.005mm沉降时间，即2小时。以下为土壤机械组成测定图片土壤比重计土壤比重计读数范围0～60，单位：g/L土壤悬液与沉降筒制备土壤悬液定容至1000ml注意较大土壤颗粒很快沉降至沉降筒底部，并有明显的粒度分层特征把比重计放入悬液中某个样品某个时刻的比重计读数为47华农基地土壤样品机械组成测定－2009年3月A层B层土壤机械组成测定图片斯托克斯简介

GeorgeGabrielStokes乔治伽布莱尔斯托克斯，英国力学家、数学家。1819年8月13日生于斯克林，1903年2月1日逝于剑桥。斯托克斯的最主要贡献是对粘性流体运动规律的研究，斯氏的研究工作由于是在纳维的工作上进一步发展，因而以纳维-斯托克斯方程命名，以纪念法英两位科学家在该领域的贡献。我们在土壤机械组成应用到的斯托克斯定律，正是斯氏上述贡献的其中一部分。

斯氏在物理学和数学的其它领域也有贡献：物理学贡献包括弹性力学的研究、用荧光研究紫外线、利用测量地球表面的重力变化来测地形、对

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