干湿循环下气—液界面张力对黏土收缩开裂的影响

来源：土壤学报杂志2018年第2期北京时间：

作者：罗茂泉,杨 松,马泽慧,王 磊

单位：罗茂泉，云南农业大学水利学院；245060993@qq.com,杨 松，云南农业大学水利学院；yscliff007@126.com,马泽慧，云南农业大学水利学院；111111@qq.com,王 磊，云南农业大学水利学院；22222222@qq.com,

摘要：气—液界面张力(表面张力)作为主要的外部环境因素之一，其变化势必会对土壤收缩开裂和土水特性有重要影响。开展了一系列不同温度条件下的干湿循环试验，脱湿温度设定为25℃和60℃两种，对3组不同表面张力的初始饱和试样进行干湿循环试验。在脱湿过程中，对试样的含水率变化及表面裂隙的演化过程进行定时测量拍照，利用数字图像处理技术对试样裂隙图像进行定量分析，最终得到表面收缩开裂裂隙度δ。结果表明：随着干湿循环次数的增加，试样的最终δ有所增加，但增长幅度不大；温度越高，试样初次出现裂隙的时间越快，当温度从25℃增加至60℃时，试样出现初始裂隙时对应的临界含水率从38%增至41%，试样的最终δ增长20%～40%；在同一温度环境下，土样的裂隙发育程度随着表面张力的降低而变慢，最终δ随着表面张力的降低而减小，无论何种温度环境，表面张力大小和裂隙度大小顺序一致，均为纯水试样>酒精溶液试样>肥皂水试样；含水率相同时，表面张力越大，对应试样的δ越大。

关键词：干湿循环;表面张力;温度;裂隙;图像处理

基金资助：国家自然科学基金项目（41662021，51209182）资助