隨著(zhu)(zhu)近(jin)年來土壤(rang)污染的(de)(de)(de)(de)(de)頻(pin)發，表(biao)面(mian)(mian)(mian)活(huo)性劑(ji)作為一(yi)種(zhong)常用(yong)(yong)淋洗(xi)劑(ji)，因其少(shao)量高效的(de)(de)(de)(de)(de)修(xiu)復(fu)(fu)效果，在(zai)(zai)污染土壤(rang)淋洗(xi)修(xiu)復(fu)(fu)技術中(zhong)得到了越(yue)來越(yue)廣泛的(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)(yong)。表(biao)面(mian)(mian)(mian)活(huo)性劑(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)加(jia)(jia)入在(zai)(zai)顯著(zhu)(zhu)改善土體性質的(de)(de)(de)(de)(de)同時，也使水(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)氣—液界面(mian)(mian)(mian)張力(li)（表(biao)面(mian)(mian)(mian)張力(li)）發生(sheng)(sheng)了明顯變(bian)(bian)化(hua)，在(zai)(zai)利用(yong)(yong)表(biao)面(mian)(mian)(mian)活(huo)性劑(ji)對土壤(rang)進行改性時，少(shao)量的(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)(mian)活(huo)性劑(ji)就會大幅(fu)降低水(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)(mian)張力(li)。另一(yi)方(fang)面(mian)(mian)(mian)，再生(sheng)(sheng)水(shui)灌溉(gai)在(zai)(zai)水(shui)資源(yuan)緊缺的(de)(de)(de)(de)(de)地(di)區有(you)普及的(de)(de)(de)(de)(de)趨勢(shi)，它(ta)能很好(hao)地(di)解決區域(yu)水(shui)資源(yuan)短缺的(de)(de)(de)(de)(de)問題，再生(sheng)(sheng)水(shui)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)多種(zhong)元素還能提高農業產量。但再生(sheng)(sheng)水(shui)中(zhong)會含(han)有(you)污水(shui)中(zhong)未(wei)被處理完凈的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)機物(wu)質，有(you)研究發現，有(you)機化(hua)合物(wu)加(jia)(jia)入水(shui)中(zhong)也會改變(bian)(bian)水(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)面(mian)(mian)(mian)張力(li)。再生(sheng)(sheng)水(shui)灌溉(gai)后土壤(rang)中(zhong)混入的(de)(de)(de)(de)(de)有(you)機物(wu)會改變(bian)(bian)土壤(rang)的(de)(de)(de)(de)(de)力(li)學性質，對土壤(rang)的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)理性質造(zao)成影(ying)響。

由此可見(jian)，表(biao)(biao)(biao)面(mian)活性劑和有(you)機化(hua)合(he)物的(de)(de)(de)加(jia)入會(hui)使孔隙水的(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)張力(li)發生(sheng)明(ming)顯變(bian)化(hua)，而界面(mian)特性的(de)(de)(de)三(san)大方(fang)程(cheng)，即(ji)Young方(fang)程(cheng)、Laplace方(fang)程(cheng)和Kelvin方(fang)程(cheng)均(jun)與表(biao)(biao)(biao)面(mian)張力(li)有(you)關,表(biao)(biao)(biao)面(mian)張力(li)改變(bian)會(hui)使得表(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)土壤的(de)(de)(de)力(li)學性質發生(sheng)變(bian)化(hua)，而表(biao)(biao)(biao)層(ceng)(ceng)土壤最顯著的(de)(de)(de)特性就是(shi)收縮(suo)開裂，因此，表(biao)(biao)(biao)面(mian)張力(li)的(de)(de)(de)變(bian)化(hua)勢必會(hui)對(dui)土壤的(de)(de)(de)收縮(suo)開裂造成影響。

不同表面張(zhang)力下土壤收縮開裂裂隙度

考慮到自然(ran)環(huan)境的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)復(fu)雜多變(bian)性(xing)，土(tu)(tu)(tu)(tu)體(ti)一(yi)般要(yao)(yao)(yao)(yao)經歷多次干濕(shi)(shi)循環(huan)。干濕(shi)(shi)循環(huan)會(hui)(hui)引起(qi)土(tu)(tu)(tu)(tu)—水(shui)(shui)(shui)特(te)(te)征(zheng)曲線的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)滯回效(xiao)(xiao)應，在(zai)相(xiang)同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)含(han)水(shui)(shui)(shui)率條(tiao)件下(xia)(xia)，吸濕(shi)(shi)和(he)脫濕(shi)(shi)所對(dui)應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)(ji)質(zhi)(zhi)(zhi)吸力(li)(li)(li)不盡相(xiang)同，而導致(zhi)干濕(shi)(shi)循環(huan)滯回效(xiao)(xiao)應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)個(ge)最(zui)重(zhong)(zhong)要(yao)(yao)(yao)(yao)因素(su)就是(shi)接(jie)(jie)(jie)觸(chu)(chu)角(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)改變(bian)。在(zai)球體(ti)顆(ke)粒(li)模型基(ji)(ji)礎(chu)上提出了(le)張(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)吸力(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)概念(nian)，分析了(le)基(ji)(ji)質(zhi)(zhi)(zhi)吸力(li)(li)(li)與張(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)吸力(li)(li)(li)隨接(jie)(jie)(jie)觸(chu)(chu)角(jiao)(jiao)變(bian)化(hua)規律，并(bing)從理論上合理地(di)解釋了(le)“隨著土(tu)(tu)(tu)(tu)變(bian)干，飽和(he)度(du)對(dui)土(tu)(tu)(tu)(tu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)強(qiang)度(du)作用減(jian)弱”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)試驗現象；對(dui)吸濕(shi)(shi)與脫濕(shi)(shi)過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)引起(qi)非飽和(he)土(tu)(tu)(tu)(tu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)土(tu)(tu)(tu)(tu)—水(shui)(shui)(shui)特(te)(te)征(zheng)曲線滯后性(xing)質(zhi)(zhi)(zhi)進(jin)行機制分析，認為接(jie)(jie)(jie)觸(chu)(chu)角(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)差異是(shi)造成土(tu)(tu)(tu)(tu)—水(shui)(shui)(shui)特(te)(te)征(zheng)曲線滯后效(xiao)(xiao)應的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主要(yao)(yao)(yao)(yao)原(yuan)因，而接(jie)(jie)(jie)觸(chu)(chu)角(jiao)(jiao)與表(biao)(biao)面張(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)又是(shi)密不可(ke)分的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。土(tu)(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)在(zai)脫濕(shi)(shi)過(guo)(guo)程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)，含(han)水(shui)(shui)(shui)率不斷(duan)降(jiang)低，連(lian)接(jie)(jie)(jie)土(tu)(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)顆(ke)粒(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)液橋體(ti)積減(jian)少(shao)，基(ji)(ji)質(zhi)(zhi)(zhi)吸力(li)(li)(li)變(bian)大，當達(da)到土(tu)(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)開(kai)裂(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)臨界基(ji)(ji)質(zhi)(zhi)(zhi)吸力(li)(li)(li)時，土(tu)(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)顆(ke)粒(li)間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)液橋將(jiang)破裂(lie)(lie)，從而土(tu)(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)產生裂(lie)(lie)隙。從細(xi)觀的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)角(jiao)(jiao)度(du)來(lai)看，土(tu)(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)(ji)質(zhi)(zhi)(zhi)吸力(li)(li)(li)是(shi)由液橋的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)面張(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)所引起(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)，表(biao)(biao)面張(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)改變(bian)會(hui)(hui)影(ying)(ying)響(xiang)液橋斷(duan)裂(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)程(cheng)度(du)和(he)時間(jian)點(dian)，從而影(ying)(ying)響(xiang)干濕(shi)(shi)循環(huan)條(tiao)件下(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)土(tu)(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)收(shou)縮(suo)開(kai)裂(lie)(lie)特(te)(te)性(xing)。土(tu)(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)收(shou)縮(suo)開(kai)裂(lie)(lie)破壞了(le)土(tu)(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)原(yuan)有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構，會(hui)(hui)引發優先流(liu)，而裂(lie)(lie)隙則(ze)會(hui)(hui)成為灌(guan)溉(gai)(gai)水(shui)(shui)(shui)和(he)雨水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)優先路徑；收(shou)縮(suo)開(kai)裂(lie)(lie)還會(hui)(hui)改變(bian)土(tu)(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)中(zhong)(zhong)(zhong)水(shui)(shui)(shui)分和(he)養(yang)分的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)正常運移，嚴重(zhong)(zhong)則(ze)會(hui)(hui)造成地(di)下(xia)(xia)水(shui)(shui)(shui)污染(ran)、阻礙農(nong)業(ye)灌(guan)溉(gai)(gai)、影(ying)(ying)響(xiang)農(nong)業(ye)產量等問題。隨著全球環(huan)境變(bian)化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)，土(tu)(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)和(he)水(shui)(shui)(shui)污染(ran)問題會(hui)(hui)越(yue)(yue)來(lai)越(yue)(yue)多，越(yue)(yue)來(lai)越(yue)(yue)典型。表(biao)(biao)面張(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)對(dui)水(shui)(shui)(shui)—氣界面的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)明顯，可(ke)以肯定對(dui)土(tu)(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)開(kai)裂(lie)(lie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)性(xing)質(zhi)(zhi)(zhi)也(ye)有(you)重(zhong)(zhong)要(yao)(yao)(yao)(yao)影(ying)(ying)響(xiang)，因此，有(you)必要(yao)(yao)(yao)(yao)從表(biao)(biao)面張(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)角(jiao)(jiao)度(du)對(dui)干濕(shi)(shi)循環(huan)下(xia)(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)土(tu)(tu)(tu)(tu)壤(rang)(rang)(rang)收(shou)縮(suo)開(kai)裂(lie)(lie)特(te)(te)性(xing)進(jin)行深入(ru)研究，對(dui)農(nong)業(ye)灌(guan)溉(gai)(gai)和(he)環(huan)境保護方面也(ye)將(jiang)具有(you)重(zhong)(zhong)要(yao)(yao)(yao)(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)理論和(he)實際指導意義(yi)。

在兩種(zhong)(zhong)控制溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)條(tiao)件下，對(dui)(dui)(dui)(dui)三種(zhong)(zhong)孔隙(xi)水表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)(li)不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)土樣(yang)開(kai)展(zhan)了一系(xi)列的(de)(de)(de)(de)干(gan)濕(shi)(shi)(shi)循環(huan)(huan)(huan)(huan)試驗，分析了溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)和表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)(li)因(yin)素(su)對(dui)(dui)(dui)(dui)土樣(yang)裂(lie)(lie)(lie)隙(xi)發(fa)(fa)(fa)育過程(cheng)及最(zui)終裂(lie)(lie)(lie)隙(xi)度(du)(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)影響，得(de)到如下結論：干(gan)濕(shi)(shi)(shi)循環(huan)(huan)(huan)(huan)對(dui)(dui)(dui)(dui)土樣(yang)裂(lie)(lie)(lie)隙(xi)發(fa)(fa)(fa)育有(you)(you)一定(ding)影響，隨(sui)著干(gan)濕(shi)(shi)(shi)循環(huan)(huan)(huan)(huan)次(ci)數的(de)(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)加，試樣(yang)的(de)(de)(de)(de)最(zui)終裂(lie)(lie)(lie)隙(xi)度(du)(du)(du)(du)有(you)(you)所增(zeng)(zeng)加，但增(zeng)(zeng)長幅(fu)度(du)(du)(du)(du)不(bu)大(da)(da)(da)(da)；干(gan)濕(shi)(shi)(shi)循環(huan)(huan)(huan)(huan)次(ci)數越(yue)(yue)(yue)多(duo)，相(xiang)(xiang)同(tong)含水率下對(dui)(dui)(dui)(dui)應(ying)的(de)(de)(de)(de)收(shou)縮(suo)(suo)開(kai)裂(lie)(lie)(lie)裂(lie)(lie)(lie)隙(xi)度(du)(du)(du)(du)越(yue)(yue)(yue)大(da)(da)(da)(da)；相(xiang)(xiang)同(tong)裂(lie)(lie)(lie)隙(xi)度(du)(du)(du)(du)對(dui)(dui)(dui)(dui)應(ying)的(de)(de)(de)(de)時間(jian)隨(sui)循環(huan)(huan)(huan)(huan)次(ci)數增(zeng)(zeng)多(duo)而減小。溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)對(dui)(dui)(dui)(dui)土壤的(de)(de)(de)(de)收(shou)縮(suo)(suo)開(kai)裂(lie)(lie)(lie)有(you)(you)直接影響。溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)(du)越(yue)(yue)(yue)高(gao)，土樣(yang)出現裂(lie)(lie)(lie)隙(xi)的(de)(de)(de)(de)初始時間(jian)就(jiu)越(yue)(yue)(yue)短，對(dui)(dui)(dui)(dui)應(ying)的(de)(de)(de)(de)初始臨界(jie)含水率也越(yue)(yue)(yue)高(gao)，土樣(yang)的(de)(de)(de)(de)收(shou)縮(suo)(suo)開(kai)裂(lie)(lie)(lie)發(fa)(fa)(fa)育程(cheng)度(du)(du)(du)(du)越(yue)(yue)(yue)高(gao)，最(zui)終收(shou)縮(suo)(suo)開(kai)裂(lie)(lie)(lie)裂(lie)(lie)(lie)隙(xi)度(du)(du)(du)(du)δ也相(xiang)(xiang)應(ying)越(yue)(yue)(yue)高(gao)。在相(xiang)(xiang)同(tong)含水率的(de)(de)(de)(de)情況下，高(gao)溫(wen)(wen)(wen)環(huan)(huan)(huan)(huan)境中脫濕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)試樣(yang)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)裂(lie)(lie)(lie)隙(xi)發(fa)(fa)(fa)育也明顯(xian)增(zeng)(zeng)加。表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)(li)對(dui)(dui)(dui)(dui)土壤收(shou)縮(suo)(suo)開(kai)裂(lie)(lie)(lie)有(you)(you)明顯(xian)的(de)(de)(de)(de)制約(yue)作(zuo)用。表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)(li)增(zeng)(zeng)大(da)(da)(da)(da)，會(hui)使土樣(yang)的(de)(de)(de)(de)曲率半(ban)徑變小，從而增(zeng)(zeng)大(da)(da)(da)(da)基(ji)質吸力(li)(li)(li)，間(jian)接對(dui)(dui)(dui)(dui)土樣(yang)的(de)(de)(de)(de)裂(lie)(lie)(lie)隙(xi)發(fa)(fa)(fa)育產生影響。土樣(yang)的(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)(li)越(yue)(yue)(yue)大(da)(da)(da)(da)，其裂(lie)(lie)(lie)隙(xi)發(fa)(fa)(fa)育程(cheng)度(du)(du)(du)(du)越(yue)(yue)(yue)高(gao)，對(dui)(dui)(dui)(dui)應(ying)的(de)(de)(de)(de)最(zui)終δ也就(jiu)越(yue)(yue)(yue)大(da)(da)(da)(da)；表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)(li)越(yue)(yue)(yue)小的(de)(de)(de)(de)試樣(yang)其最(zui)終δ越(yue)(yue)(yue)小，但在土樣(yang)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)裂(lie)(lie)(lie)隙(xi)發(fa)(fa)(fa)展(zhan)過程(cheng)中，相(xiang)(xiang)同(tong)含水率或者相(xiang)(xiang)同(tong)脫濕(shi)(shi)(shi)時間(jian)時，表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)(li)小的(de)(de)(de)(de)試樣(yang)裂(lie)(lie)(lie)隙(xi)度(du)(du)(du)(du)有(you)(you)可(ke)能高(gao)于(yu)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力(li)(li)(li)較大(da)(da)(da)(da)的(de)(de)(de)(de)試樣(yang)。