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，篩分法曾一直被當作顆粒分析的標準方法。但是，近來也有許多學者已經(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，使得用篩分析法進行測試時的樣品量不能太少，否則將會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驗帶來了困難。因此，沙粒形狀不規(guī)則（非標準圓球形）、篩孔孔徑不標準、天平精度不夠、篩子殘留部分沙樣等因素皆會導致篩分析法所測數(shù)據(jù)不準。
與篩分法相比，沉降法應用得更為普遍一些。該方法是用水力學的方法進行粒度分布的測定，因此若對水中泥沙顆粒進行粒度分析時，使用該分析方法進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)驗性或半經(jīng)驗性的，采用不同沉速公式的結(jié)果會有較大差異，因此其準確性有時也會受到質(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、相對準確的描述。同時，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)果很可能會存在較大差異。因此，在應用各家關(guān)于顆粒粒度特征分析的數(shù)據(jù)時，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。因為沉速公式是影響顆分結(jié)果的一個重要原因之一，即使其它實驗條件都相同，若計算顆粒的粒徑時所采用的沉速公式不同，也會使得顆分結(jié)果出現(xiàn)很大的差異。
原則上講，對于某一批要進行粒度分析的沙樣來說，采用同一種分析方法進行分析。這樣既容易保證樣品測試結(jié)果的準確性，又便于不同樣品之間進行分析比較。但在實際問題中，可能由于沙樣級配范圍較寬等原因而確實需要采用兩種顆分方法進行分析，這時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)果換算成為同一個體系中的資料，而不能拿兩種實驗數(shù)據(jù)不加轉(zhuǎn)換地直接用于研究同一問題，否則便有可能導致與實際情況相差較大甚至導致根本錯誤的結(jié)論。
要對粒徑計法的分析成果進行校正，以單顆粒沉降分析法確定泥沙樣品的標準級配，與粒徑計分析級配進行對比，分析二者之間的關(guān)系，是和可靠的實驗方法[5]。通常情況下，要進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行分析是困難的，有時甚至是無法實現(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法兩種顆分方法所得結(jié)果直接進行分析校正。實際應用中，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行篩分法和粒徑計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驗數(shù)據(jù)進行相互轉(zhuǎn)化和修正。這是較為實用而準確的校正方法。
 

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