筛分法与沉降法在颗粒分析中的差异化对比及结论

筛分法原理简单,操作方便,测试过程直观明了,且其不确定性影响因素少。因此,筛分法曾一直被当作颗粒分析的标准方法。但是,近来也有许多学者已经注意到了"筛分粒径"并不只是简单的中径,而且还与颗粒形状有关。另外,由于筛子会不可避免地残留部分沙样以及天平精度等因素的影响,使得用筛分析法进行测试时的样品量不能太少,否则将会由于误差的影响太大而无法得出正确的结果,这给某些沙样较少的实验带来了困难。因此,沙粒形状不规则（非标准圆球形）、筛孔孔径不标准、天平精度不够、筛子残留部分沙样等因素皆会导致筛分析法所测数据不准。
与筛分法相比,沉降法应用得更为普遍一些。该方法是用水力学的方法进行粒度分布的测定,因此若对水中泥沙颗粒进行粒度分析时,使用该分析方法进行颗分与自然界中许多情形较为相似。但由于沉降速度是颗粒的浓度、形状、分布均匀性、粒度特征及边壁影响等众多因素的复杂函数[8～10],因此通过沉降速度的换算得出颗粒直径的方法显得有些繁琐；而且目前所有的几家沉速公式亦多为经验性或半经验性的,采用不同沉速公式的结果会有较大差异,因此其准确性有时也会受到质疑。
筛分法与沉降法两种颗粒分析方法所测出的数据,都不可能是样品级配组成的的"真值",而是对样品粒度特征的近似的、相对准确的描述。同时,由于二者原理及方法上的截然不同,两种方法所得颗分结果很可能会存在较大差异。因此,在应用各家关于颗粒粒度特征分析的数据时,注意其所采用的分析方法。对于沉降分析法,还要注意其选用的沉速公式。因为沉速公式是影响颗分结果的一个重要原因之一,即使其它实验条件都相同,若计算颗粒的粒径时所采用的沉速公式不同,也会使得颗分结果出现很大的差异。
原则上讲,对于某一批要进行粒度分析的沙样来说,采用同一种分析方法进行分析。这样既容易保证样品测试结果的准确性,又便于不同样品之间进行分析比较。但在实际问题中,可能由于沙样级配范围较宽等原因而确实需要采用两种颗分方法进行分析,这时一定要注意不同方法分析结果之间的相互转化和修正,将两种分析结果换算成为同一个体系中的资料,而不能拿两种实验数据不加转换地直接用于研究同一问题,否则便有可能导致与实际情况相差较大甚至导致根本错误的结论。
要对粒径计法的分析成果进行校正,以单颗粒沉降分析法确定泥沙样品的标准级配,与粒径计分析级配进行对比,分析二者之间的关系,是和可靠的实验方法[5]。通常情况下,要进行颗粒分析的沙样中所包含的泥沙颗粒往往数目极多,且粒径很不均匀。因此,要从中选出数目足够多的、具有充分代表性的颗粒,然后采用单颗沉降法进行分析是困难的,有时甚至是无法实现的。另外,由于采用单颗沉降法测出的颗粒粒径仍然属于"沉降粒径",与筛分法所得"筛分粒径"之间仍有一定差异,因此很难据此对筛分法和粒径计法两种颗分方法所得结果直接进行分析校正。实际应用中,可根据所需测定的具体参数（如D50、D25、D75等）,取有代表性的样品直接进行筛分法和粒径计法两种颗分方法之间的"率定",然后根据"率定"结果,对这两种分析方法所得实验数据进行相互转化和修正。这是较为实用而准确的校正方法。

本文关键词：筛分法,沉降法,粒径分析方法

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