孔隙度及其粒度和形狀的關(guān)系

  由直徑相同的球狀顆粒組成的堆積層的孔隙度，可以簡單幾何學(xué)
計(jì)算，最松散的堆積使g=0.476；最密集的堆積使g=0.259.這是理
想的堆積，但是實(shí)際上，一群顆粒形成拱圈而留出空隙的”架橋“
效應(yīng)會(huì)提高孔隙度，經(jīng)驗(yàn)足夠的敲擊或壓結(jié)，這些空隙就消失，如
果球的直徑不同，問題就變復(fù)雜，因?yàn)檩^小的顆粒會(huì)配合到較大顆
粒之間的空隙中，從而降低孔隙度，雖然達(dá)到不再適于理論計(jì)算的
程度，在由球狀顆粒組成的砂土的一些很有意義的研究曾實(shí)驗(yàn)地表
示這種效應(yīng)，對(duì)于同一大小的圓球，得到最大的孔隙度，而加入小
些的或大些的顆粒破壞其粒度相等性時(shí)，減少孔隙度。

  如果顆粒不僅形狀產(chǎn)規(guī)則而且大小不均勻，則從理論上的觀點(diǎn)看
成，問題變得更復(fù)雜些，但是實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)一般所期望的情況，即
其孔隙度一般比圓球的高，一個(gè)極端的例子是由小片組成的碎的云
母，在一系列實(shí)驗(yàn)中這物質(zhì)表現(xiàn)很高的孔隙度，達(dá)0.935.即使在壓
結(jié)后，還是g=0.865.在一特別的圓形平板的例子里，有可能擠緊堆
積，結(jié)果降低孔隙度，但是象這種規(guī)則形狀的顆粒，實(shí)際上是很少
遇到的。

  實(shí)驗(yàn)地研究這一課題的方法之一，是將熔化的石蠟傾入容器中將
粉末”固定“，在凝結(jié)后，可將試品取出，用肉眼或顯微鏡檢查并
且攝影，循這些路線的詳細(xì)的研究表明，壓結(jié)減少空隙度是由“橋
梁”倒塌，不規(guī)則的顆粒的更好地配合一起，例如一個(gè)顆粒的凸面
配合在另一個(gè)顆粒的凹面里，以及較小顆粒充填滿較大顆粒中的空
隙。

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