試(shi)樣的(de)(de)(de)裂(lie)隙(xi)發(fa)(fa)(fa)育過程與環境溫度密切相(xiang)關，此外，氣—液界面(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)（表(biao)面(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)）因(yin)素也(ye)會(hui)對(dui)裂(lie)隙(xi)發(fa)(fa)(fa)育有制約(yue)作用(yong)。從(cong)(cong)細觀角度來看，土(tu)(tu)(tu)樣基(ji)(ji)(ji)(ji)質(zhi)(zhi)吸(xi)(xi)(xi)力(li)(li)(li)(li)是導致裂(lie)隙(xi)產生(sheng)(sheng)、發(fa)(fa)(fa)育的(de)(de)(de)重(zhong)要因(yin)素之一(yi)(yi)，初始(shi)試(shi)樣表(biao)層(ceng)土(tu)(tu)(tu)體(ti)隨著(zhu)蒸(zheng)發(fa)(fa)(fa)的(de)(de)(de)開始(shi)，從(cong)(cong)飽和(he)(he)狀(zhuang)態變為(wei)非(fei)飽和(he)(he)狀(zhuang)態，從(cong)(cong)而產生(sheng)(sheng)基(ji)(ji)(ji)(ji)質(zhi)(zhi)吸(xi)(xi)(xi)力(li)(li)(li)(li)，并在表(biao)層(ceng)土(tu)(tu)(tu)體(ti)中形成(cheng)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)應(ying)力(li)(li)(li)(li)。當土(tu)(tu)(tu)壤(rang)顆(ke)粒間的(de)(de)(de)張(zhang)(zhang)(zhang)拉應(ying)力(li)(li)(li)(li)高于土(tu)(tu)(tu)壤(rang)顆(ke)粒間的(de)(de)(de)抗拉強度時，就會(hui)有裂(lie)隙(xi)出現。土(tu)(tu)(tu)體(ti)裂(lie)隙(xi)產生(sheng)(sheng)、發(fa)(fa)(fa)育是一(yi)(yi)種(zhong)基(ji)(ji)(ji)(ji)質(zhi)(zhi)吸(xi)(xi)(xi)力(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)內力(li)(li)(li)(li)作用(yong)結果，是一(yi)(yi)種(zhong)張(zhang)(zhang)(zhang)拉應(ying)力(li)(li)(li)(li)破壞的(de)(de)(de)形式。在干(gan)濕(shi)循環條件下，基(ji)(ji)(ji)(ji)質(zhi)(zhi)吸(xi)(xi)(xi)力(li)(li)(li)(li)隨干(gan)濕(shi)循環而產生(sheng)(sheng)周期性(xing)變化，從(cong)(cong)而導致土(tu)(tu)(tu)體(ti)張(zhang)(zhang)(zhang)拉應(ying)力(li)(li)(li)(li)等產生(sheng)(sheng)周期性(xing)變化，促進了裂(lie)隙(xi)發(fa)(fa)(fa)育。因(yin)此，基(ji)(ji)(ji)(ji)質(zhi)(zhi)吸(xi)(xi)(xi)力(li)(li)(li)(li)是制約(yue)裂(lie)隙(xi)產生(sheng)(sheng)和(he)(he)發(fa)(fa)(fa)育的(de)(de)(de)關鍵力(li)(li)(li)(li)學(xue)參數。而表(biao)面(mian)張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)和(he)(he)基(ji)(ji)(ji)(ji)質(zhi)(zhi)吸(xi)(xi)(xi)力(li)(li)(li)(li)之間的(de)(de)(de)關系滿足毛細定理：

式中，（ua-uw）為基質(zhi)吸力，Pa；Ts為水(shui)—氣(qi)分(fen)界面的表面張力，N m-1；Rs為曲率半徑(jing)，m；α為接觸角，°。

圖1基底表面(mian)三種(zhong)液滴的幾(ji)何(he)形態

由上式可(ke)以看出，基(ji)(ji)質吸(xi)力(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)小(xiao)(xiao)與(yu)(yu)表(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)(li)(li)、接(jie)觸角(jiao)(jiao)和曲(qu)率半(ban)(ban)徑(jing)有關。其中，基(ji)(ji)質吸(xi)力(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)小(xiao)(xiao)與(yu)(yu)表(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)(li)(li)成正比，與(yu)(yu)彎液(ye)(ye)(ye)面(mian)(mian)(mian)曲(qu)率半(ban)(ban)徑(jing)成反比。因(yin)此，表(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)(li)(li)和曲(qu)率半(ban)(ban)徑(jing)的(de)(de)(de)(de)變化均會導(dao)致基(ji)(ji)質吸(xi)力(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)改變。在(zai)環境(jing)溫度為(wei)(wei)25℃時(shi)，通過JC2000型接(jie)觸角(jiao)(jiao)測量(liang)儀對(dui)三(san)種(zhong)試(shi)樣的(de)(de)(de)(de)孔隙(xi)(xi)液(ye)(ye)(ye)體進行接(jie)觸角(jiao)(jiao)測量(liang)。得(de)到(dao)三(san)種(zhong)不同表(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)(li)(li)液(ye)(ye)(ye)滴的(de)(de)(de)(de)幾何形態(tai)圖如圖1所示，測量(liang)可(ke)得(de)純水(shui)(shui)、酒(jiu)(jiu)精溶液(ye)(ye)(ye)和肥皂(zao)水(shui)(shui)對(dui)應(ying)的(de)(de)(de)(de)接(jie)觸角(jiao)(jiao)分別為(wei)(wei)85°、65°和42°，而(er)在(zai)25℃環境(jing)下，純水(shui)(shui)、20%酒(jiu)(jiu)精溶液(ye)(ye)(ye)、2 g L-1肥皂(zao)水(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)(li)(li)系數分別為(wei)(wei):7.1×10-2N m-1、4.1×10-2N m-1、2.9×10-2N m-1。表(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)(li)(li)是決定彎液(ye)(ye)(ye)面(mian)(mian)(mian)形狀的(de)(de)(de)(de)主(zhu)要因(yin)素(su)之一，會影(ying)響曲(qu)率半(ban)(ban)徑(jing)和接(jie)觸角(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)小(xiao)(xiao)。很(hen)顯然，表(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)(li)(li)大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)液(ye)(ye)(ye)體接(jie)觸角(jiao)(jiao)變大(da)(da)，曲(qu)率半(ban)(ban)徑(jing)變小(xiao)(xiao)。圖1中水(shui)(shui)滴表(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)(li)(li)大(da)(da)于(yu)酒(jiu)(jiu)精溶液(ye)(ye)(ye)，但形成的(de)(de)(de)(de)彎液(ye)(ye)(ye)面(mian)(mian)(mian)半(ban)(ban)徑(jing)卻要小(xiao)(xiao)于(yu)酒(jiu)(jiu)精溶液(ye)(ye)(ye)，同樣的(de)(de)(de)(de)，酒(jiu)(jiu)精溶液(ye)(ye)(ye)形成的(de)(de)(de)(de)彎液(ye)(ye)(ye)面(mian)(mian)(mian)半(ban)(ban)徑(jing)又(you)小(xiao)(xiao)于(yu)肥皂(zao)水(shui)(shui)。曲(qu)率半(ban)(ban)徑(jing)越小(xiao)(xiao)，土(tu)體中的(de)(de)(de)(de)基(ji)(ji)質吸(xi)力(li)(li)(li)(li)越大(da)(da)。孔隙(xi)(xi)水(shui)(shui)表(biao)面(mian)(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)(li)(li)會對(dui)彎液(ye)(ye)(ye)面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)曲(qu)率半(ban)(ban)徑(jing)產生改變從而(er)對(dui)基(ji)(ji)質吸(xi)力(li)(li)(li)(li)產生影(ying)響，最終影(ying)響土(tu)壤(rang)的(de)(de)(de)(de)收(shou)縮開裂。

由(you)式2可(ke)(ke)以(yi)(yi)得(de)到不同接觸(chu)角(jiao)下基(ji)(ji)質(zhi)吸(xi)力(li)(li)(li)隨表面(mian)張力(li)(li)(li)變(bian)(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)曲線以(yi)(yi)及(ji)不同接觸(chu)角(jiao)下基(ji)(ji)質(zhi)吸(xi)力(li)(li)(li)隨曲率(lv)(lv)半(ban)徑變(bian)(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)曲線（圖(tu)2）。從圖(tu)2可(ke)(ke)知，當(dang)表面(mian)張力(li)(li)(li)變(bian)(bian)化(hua)(hua)時，接觸(chu)角(jiao)為(wei)85°、65°和(he)42°的(de)(de)基(ji)(ji)質(zhi)吸(xi)力(li)(li)(li)變(bian)(bian)化(hua)(hua)幅(fu)(fu)度分別(bie)為(wei)0.009 Pa、0.014 Pa和(he)0.016 Pa，顯(xian)然(ran)表面(mian)張力(li)(li)(li)變(bian)(bian)化(hua)(hua)幅(fu)(fu)度很大(da)，基(ji)(ji)質(zhi)吸(xi)力(li)(li)(li)變(bian)(bian)化(hua)(hua)很小。從圖(tu)2也可(ke)(ke)看出，在25℃時，三(san)種(zhong)不同表面(mian)張力(li)(li)(li)液體對應的(de)(de)基(ji)(ji)質(zhi)吸(xi)力(li)(li)(li)大(da)小順序為(wei)：純水(shui)＞酒精(jing)溶液＞肥皂水(shui)。圖(tu)2可(ke)(ke)以(yi)(yi)明(ming)顯(xian)看出，當(dang)曲率(lv)(lv)半(ban)徑變(bian)(bian)化(hua)(hua)時，雖然(ran)曲率(lv)(lv)半(ban)徑僅從0.01 m到0.001 m一個量級(ji)的(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)(hua)，但基(ji)(ji)質(zhi)吸(xi)力(li)(li)(li)變(bian)(bian)化(hua)(hua)幅(fu)(fu)度大(da)約(yue)為(wei)20 Pa，影(ying)響遠較表面(mian)張力(li)(li)(li)帶來的(de)(de)基(ji)(ji)質(zhi)吸(xi)力(li)(li)(li)變(bian)(bian)化(hua)(hua)大(da)。可(ke)(ke)得(de)到結論：表面(mian)張力(li)(li)(li)的(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)(hua)間接影(ying)響基(ji)(ji)質(zhi)吸(xi)力(li)(li)(li)產(chan)生改變(bian)(bian)，首先(xian)，表面(mian)張力(li)(li)(li)影(ying)響了彎液面(mian)的(de)(de)曲率(lv)(lv)半(ban)徑，繼而影(ying)響基(ji)(ji)質(zhi)吸(xi)力(li)(li)(li)，最終對土壤(rang)的(de)(de)收(shou)縮開裂造成了影(ying)響。

事實上(shang)，溫度(du)(du)越高(gao)，表(biao)(biao)面(mian)張(zhang)力(li)越小(xiao)，但(dan)表(biao)(biao)面(mian)張(zhang)力(li)Ts隨(sui)溫度(du)(du)變化幅度(du)(du)很小(xiao)。就純(chun)(chun)(chun)水(shui)而(er)言，溫度(du)(du)從25℃增加至60℃時，表(biao)(biao)面(mian)張(zhang)力(li)從72 mN m-1變化為65 mN m-1，變化甚(shen)微。因(yin)此，基質(zhi)吸力(li)大小(xiao)主要取決于(yu)曲(qu)率半徑Rs，表(biao)(biao)面(mian)張(zhang)力(li)越大，曲(qu)率半徑越小(xiao)，基質(zhi)吸力(li)越大。從圖2可(ke)知，三種(zhong)液體曲(qu)率半徑Rs大小(xiao)為：純(chun)(chun)(chun)水(shui)＞酒精溶(rong)液＜肥(fei)皂水(shui)，基質(zhi)吸力(li)（ua-uw）和裂隙度(du)(du)δ的大小(xiao)順序則相反為：純(chun)(chun)(chun)水(shui)＞酒精溶(rong)液＞肥(fei)皂水(shui)。

圖2基質吸(xi)力隨表(biao)面(mian)張力和曲率半徑的變化曲線