一、分析原理
粒径分析目前zui为常用的方法为吸管法和比重计法。吸管法操作虽然繁琐，但度较高，计算也比较简单。无论是采用吸管法还是比重计法，土粒的粒径分析大致分为分散、筛分和沉降三个步骤。
1、土粒的分散
田间或自然土壤，除风砂土和碱土外，绝大部分或全部都是相互团聚成粒径不同的团粒，微团粒是粘粒直接凝聚而成，粗团粒则主要由腐殖质和某些情况下土壤的石灰物质、游离铁的作用胶结而成。在中性土壤中主要是交换性Ca2+起作用，在酸性土壤中还有交换性 Al3+的作用，土壤溶液中盐类溶质浓度高也促使粘粒团聚。因此传统的分散处理包括用H2O2－HCl 处理和添加含 Na+的化合物作为分散剂。H2O2的作用是为了破坏有机质，稀 HCl 的作用是为了溶解游离的CaCO3和其他胶结剂，并用 H +代换有凝聚作用的 Ca2+、Al3+ 等离子和淋洗土壤溶液中的溶质。交换性 H+也有凝聚作用，必须用分散粘粒的 Na+代换之，所用 Na+的数量不能过多，不能超过土壤的交换量。
凡此种种，不仅手续繁杂费时，且在稀 HCl淋洗中，也可能淋出一部分粘粒的组分，如无定形的二三氧化物和水合氧化硅等。因此需要收集稀 HCl淋洗液进行化学分析测定。更重要的是腐殖质和碳酸盐也是土壤固相的一部分，若去除它们则与田间情况不一致。因此近年来常对供分析的土样直接投入可固定Ca2+、 Al3+离子的 Na盐，通常是酸性土壤加氢氧化钠，中性土壤加草酸钠，碱性土壤加六偏磷酸钠。然后用各种机械的方法进行搅拌，使其分散完全。常用的方法是煮沸法，也有用震荡法或高于大气压的气流激荡的方法。
2、粗土粒的筛分
粒径大于 0.6mm的粗土粒，用孔径粗细不同的筛，相继筛分经分散处理的土样悬液，可得到不同粒径的土粒数量。根据标准筛的情况，筛孔＞o.6mm 允许5%的筛孔偏离规定值，筛孔孔径在 O.6mm～0.125mm 之间为 7.5%，筛孔孔径＜O.125mm 则可高达10%。所以，常规粒径分析应该只对＞0.25mm 的土粒进行筛分，但由于＞0.1mm的土壤颗粒在水中沉降速度太快，用吸管吸取悬液常常得不到较好的结果，因此筛分范围可放宽到 0.1mm，即对＞0.1mm的土粒进行筛分。
3、细土粒的沉降分离
无法筛分的细土粒(＜0.1mm＝依据司笃克斯(G.G.Stokes)定律，按土粒在水中沉降的快慢区分不同粒 2径的土粒。颗粒在真空中沉降不受任何阻力，只是受重力作用而呈现自由落体运动。在水中沉降除重力作用外，还受与重力作用方向相反的摩擦力作用。摩擦力Fr 应等于：
Fr＝6πηrυ
式中：η－水的粘滞度(g/cm·s)；r－颗粒半径(cm)；υ－颗粒沉降速度(cm/s)
颗粒开始沉降，沉降速度随时间增大，摩擦力 Fr也随之增加，当颗粒所受摩擦力与所受重力在数量上相等时，这时沉降速度不再增加，颗粒以均速(沉降速度)沉降，这时的沉降速度称为终端速度。颗粒所受重力Fg 可由下式计算：
Fg＝4/3 πr 3 (ρs－ρf)g
式中：4/3 πr 3 是球体颗粒的体积；ρs为颗粒密度(g/cm3 )；ρf为流体(水)的密度(cm/s3 ) g为重力加速度(981cm/s2 )。
当 Fr＝Fg 时可得：
υt＝d 2 (ρs－ρf)g / 1800η
式中：υt为终端速度；d 为颖粒直径(mm)
假定沉降速度几乎在终端过程一开始就立即达到，则可计算一定直径颗粒沉降到深度 L(cm)所需时间 (s)：
t＝1800Lη / d 2 (ρs－ρf)g
利用沉降法进行颗粒分析，应注意以下几点假设：
(1) 颗粒是坚固的球体且表面光滑；
(2) 所有颗粒密度相同；
(3) 颗粒直径应大到不受流体(水)布朗运动的影响；
(4) 供沉降分析的悬液必须稀释到颗粒沉降互不干扰，即每一个颗粒的沉降都不受相邻颗粒影响；
(5) 环绕颗粒的流体(水)保持层流运动，没有颗粒的过快沉降引起流体的紊流运动。
以上几点：除(3)、(4)可以大致满足外，(5)很难完全保证，(1)、(2)两条根本无法满足。细土粒不是球形的(大多为扁平状)，表面也不光滑，其密度也不相同，只有大多数硅酸盐的密度在2.6～2.7 之间，其他重矿物和氧化铁的密度可达到 5.0g/cm3或更高，所以粒径分析只能给出近似的结果。
具体测定各级细土粒的方法，可根据司笃克斯定律，按以上公式计算某一粒径的土粒沉降到深度L(L 一般取10cm)所需的时间。在测定前用特制的搅拌棒均匀地搅拌颗粒悬液(见测定步骤)，在沉降一开始记时，按以上公式计算的沉降时间用移液管在深度L 处缓缓吸取一定容量的悬液，烘干称重，由此可计算小于某一相应粒径土粒的累积量。两次测定的累积量相减可得某一粒径范围的土粒量。
