試(shi)樣(yang)的(de)裂(lie)(lie)(lie)隙發(fa)育過(guo)程與環(huan)(huan)境(jing)溫度密切相(xiang)關(guan)(guan)，此(ci)外，氣(qi)—液界面(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)（表(biao)(biao)面(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)）因(yin)素也會對裂(lie)(lie)(lie)隙發(fa)育有制約(yue)(yue)作(zuo)用(yong)。從細觀角度來看，土(tu)(tu)樣(yang)基(ji)質吸(xi)(xi)(xi)力(li)(li)是導致(zhi)裂(lie)(lie)(lie)隙產(chan)(chan)(chan)(chan)生(sheng)、發(fa)育的(de)重要因(yin)素之一，初始試(shi)樣(yang)表(biao)(biao)層土(tu)(tu)體(ti)隨(sui)著蒸發(fa)的(de)開始，從飽和(he)狀(zhuang)態(tai)(tai)變(bian)為非(fei)飽和(he)狀(zhuang)態(tai)(tai)，從而產(chan)(chan)(chan)(chan)生(sheng)基(ji)質吸(xi)(xi)(xi)力(li)(li)，并在表(biao)(biao)層土(tu)(tu)體(ti)中形(xing)成張(zhang)(zhang)力(li)(li)應力(li)(li)。當土(tu)(tu)壤(rang)顆(ke)粒間(jian)(jian)的(de)張(zhang)(zhang)拉(la)(la)(la)應力(li)(li)高于土(tu)(tu)壤(rang)顆(ke)粒間(jian)(jian)的(de)抗(kang)拉(la)(la)(la)強度時，就會有裂(lie)(lie)(lie)隙出現。土(tu)(tu)體(ti)裂(lie)(lie)(lie)隙產(chan)(chan)(chan)(chan)生(sheng)、發(fa)育是一種基(ji)質吸(xi)(xi)(xi)力(li)(li)的(de)內力(li)(li)作(zuo)用(yong)結果，是一種張(zhang)(zhang)拉(la)(la)(la)應力(li)(li)破壞的(de)形(xing)式。在干濕(shi)循(xun)(xun)環(huan)(huan)條件下，基(ji)質吸(xi)(xi)(xi)力(li)(li)隨(sui)干濕(shi)循(xun)(xun)環(huan)(huan)而產(chan)(chan)(chan)(chan)生(sheng)周期性變(bian)化(hua)(hua)，從而導致(zhi)土(tu)(tu)體(ti)張(zhang)(zhang)拉(la)(la)(la)應力(li)(li)等(deng)產(chan)(chan)(chan)(chan)生(sheng)周期性變(bian)化(hua)(hua)，促(cu)進了裂(lie)(lie)(lie)隙發(fa)育。因(yin)此(ci)，基(ji)質吸(xi)(xi)(xi)力(li)(li)是制約(yue)(yue)裂(lie)(lie)(lie)隙產(chan)(chan)(chan)(chan)生(sheng)和(he)發(fa)育的(de)關(guan)(guan)鍵力(li)(li)學參數。而表(biao)(biao)面(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)和(he)基(ji)質吸(xi)(xi)(xi)力(li)(li)之間(jian)(jian)的(de)關(guan)(guan)系(xi)滿足毛細定理：

式中，（ua-uw）為基質吸力，Pa；Ts為水(shui)—氣分界面的表面張力，N m-1；Rs為曲率半徑，m；α為接觸(chu)角，°。

圖1基底表面三種液滴的幾何(he)形態(tai)

由上(shang)式可(ke)以看(kan)出，基質吸(xi)力(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)與表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)、接(jie)觸(chu)(chu)(chu)角(jiao)和曲(qu)(qu)率(lv)(lv)半(ban)徑(jing)(jing)(jing)有關。其中(zhong)(zhong)，基質吸(xi)力(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)與表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)成正(zheng)比(bi)，與彎(wan)液(ye)(ye)(ye)面(mian)(mian)(mian)(mian)曲(qu)(qu)率(lv)(lv)半(ban)徑(jing)(jing)(jing)成反比(bi)。因(yin)此，表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)和曲(qu)(qu)率(lv)(lv)半(ban)徑(jing)(jing)(jing)的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)化均會(hui)導(dao)致(zhi)基質吸(xi)力(li)(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)改(gai)變(bian)(bian)。在環境溫度(du)為(wei)25℃時，通過JC2000型接(jie)觸(chu)(chu)(chu)角(jiao)測量(liang)儀對三(san)種試樣(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)孔隙(xi)液(ye)(ye)(ye)體進行(xing)接(jie)觸(chu)(chu)(chu)角(jiao)測量(liang)。得(de)到三(san)種不同(tong)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)液(ye)(ye)(ye)滴(di)的(de)(de)(de)(de)(de)幾何形(xing)態圖如圖1所(suo)示，測量(liang)可(ke)得(de)純水(shui)(shui)、酒(jiu)(jiu)精(jing)(jing)溶(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye)和肥(fei)(fei)皂水(shui)(shui)對應(ying)的(de)(de)(de)(de)(de)接(jie)觸(chu)(chu)(chu)角(jiao)分別為(wei)85°、65°和42°，而在25℃環境下，純水(shui)(shui)、20%酒(jiu)(jiu)精(jing)(jing)溶(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye)、2 g L-1肥(fei)(fei)皂水(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)系數分別為(wei):7.1×10-2N m-1、4.1×10-2N m-1、2.9×10-2N m-1。表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)是決(jue)定彎(wan)液(ye)(ye)(ye)面(mian)(mian)(mian)(mian)形(xing)狀的(de)(de)(de)(de)(de)主要因(yin)素之一，會(hui)影(ying)(ying)響(xiang)曲(qu)(qu)率(lv)(lv)半(ban)徑(jing)(jing)(jing)和接(jie)觸(chu)(chu)(chu)角(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)。很顯然，表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)液(ye)(ye)(ye)體接(jie)觸(chu)(chu)(chu)角(jiao)變(bian)(bian)大(da)，曲(qu)(qu)率(lv)(lv)半(ban)徑(jing)(jing)(jing)變(bian)(bian)小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)。圖1中(zhong)(zhong)水(shui)(shui)滴(di)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)大(da)于酒(jiu)(jiu)精(jing)(jing)溶(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye)，但形(xing)成的(de)(de)(de)(de)(de)彎(wan)液(ye)(ye)(ye)面(mian)(mian)(mian)(mian)半(ban)徑(jing)(jing)(jing)卻要小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)于酒(jiu)(jiu)精(jing)(jing)溶(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye)，同(tong)樣(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)，酒(jiu)(jiu)精(jing)(jing)溶(rong)(rong)液(ye)(ye)(ye)形(xing)成的(de)(de)(de)(de)(de)彎(wan)液(ye)(ye)(ye)面(mian)(mian)(mian)(mian)半(ban)徑(jing)(jing)(jing)又小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)于肥(fei)(fei)皂水(shui)(shui)。曲(qu)(qu)率(lv)(lv)半(ban)徑(jing)(jing)(jing)越小(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)(xiao)，土(tu)體中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)基質吸(xi)力(li)(li)(li)(li)越大(da)。孔隙(xi)水(shui)(shui)表(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)(zhang)力(li)(li)(li)(li)會(hui)對彎(wan)液(ye)(ye)(ye)面(mian)(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)曲(qu)(qu)率(lv)(lv)半(ban)徑(jing)(jing)(jing)產(chan)(chan)生(sheng)改(gai)變(bian)(bian)從(cong)而對基質吸(xi)力(li)(li)(li)(li)產(chan)(chan)生(sheng)影(ying)(ying)響(xiang)，最終影(ying)(ying)響(xiang)土(tu)壤的(de)(de)(de)(de)(de)收(shou)縮開裂。

由式2可(ke)以(yi)得到(dao)不同(tong)(tong)接觸(chu)(chu)角下(xia)基(ji)(ji)(ji)質(zhi)吸(xi)力(li)(li)隨(sui)表(biao)(biao)面(mian)張(zhang)力(li)(li)變(bian)(bian)(bian)化(hua)的曲(qu)(qu)線(xian)以(yi)及不同(tong)(tong)接觸(chu)(chu)角下(xia)基(ji)(ji)(ji)質(zhi)吸(xi)力(li)(li)隨(sui)曲(qu)(qu)率半(ban)徑(jing)變(bian)(bian)(bian)化(hua)的曲(qu)(qu)線(xian)（圖(tu)(tu)2）。從圖(tu)(tu)2可(ke)知，當(dang)(dang)表(biao)(biao)面(mian)張(zhang)力(li)(li)變(bian)(bian)(bian)化(hua)時，接觸(chu)(chu)角為(wei)(wei)85°、65°和42°的基(ji)(ji)(ji)質(zhi)吸(xi)力(li)(li)變(bian)(bian)(bian)化(hua)幅度(du)分別為(wei)(wei)0.009 Pa、0.014 Pa和0.016 Pa，顯(xian)然表(biao)(biao)面(mian)張(zhang)力(li)(li)變(bian)(bian)(bian)化(hua)幅度(du)很大(da)，基(ji)(ji)(ji)質(zhi)吸(xi)力(li)(li)變(bian)(bian)(bian)化(hua)很小(xiao)。從圖(tu)(tu)2也(ye)可(ke)看出，在25℃時，三(san)種不同(tong)(tong)表(biao)(biao)面(mian)張(zhang)力(li)(li)液體對應的基(ji)(ji)(ji)質(zhi)吸(xi)力(li)(li)大(da)小(xiao)順(shun)序為(wei)(wei)：純水(shui)＞酒精溶液＞肥(fei)皂水(shui)。圖(tu)(tu)2可(ke)以(yi)明顯(xian)看出，當(dang)(dang)曲(qu)(qu)率半(ban)徑(jing)變(bian)(bian)(bian)化(hua)時，雖然曲(qu)(qu)率半(ban)徑(jing)僅從0.01 m到(dao)0.001 m一個量級的變(bian)(bian)(bian)化(hua)，但基(ji)(ji)(ji)質(zhi)吸(xi)力(li)(li)變(bian)(bian)(bian)化(hua)幅度(du)大(da)約為(wei)(wei)20 Pa，影響遠(yuan)較表(biao)(biao)面(mian)張(zhang)力(li)(li)帶來的基(ji)(ji)(ji)質(zhi)吸(xi)力(li)(li)變(bian)(bian)(bian)化(hua)大(da)。可(ke)得到(dao)結論：表(biao)(biao)面(mian)張(zhang)力(li)(li)的變(bian)(bian)(bian)化(hua)間接影響基(ji)(ji)(ji)質(zhi)吸(xi)力(li)(li)產生改(gai)變(bian)(bian)(bian)，首先(xian)，表(biao)(biao)面(mian)張(zhang)力(li)(li)影響了彎液面(mian)的曲(qu)(qu)率半(ban)徑(jing)，繼而(er)影響基(ji)(ji)(ji)質(zhi)吸(xi)力(li)(li)，最終對土壤的收縮開(kai)裂造成了影響。

事實上，溫度越高，表(biao)面張(zhang)(zhang)力(li)越小，但表(biao)面張(zhang)(zhang)力(li)Ts隨溫度變(bian)化幅度很小。就純水(shui)而言，溫度從25℃增加至60℃時，表(biao)面張(zhang)(zhang)力(li)從72 mN m-1變(bian)化為65 mN m-1，變(bian)化甚微(wei)。因此，基(ji)質(zhi)吸(xi)力(li)大(da)小主要取決于曲(qu)率半徑(jing)Rs，表(biao)面張(zhang)(zhang)力(li)越大(da)，曲(qu)率半徑(jing)越小，基(ji)質(zhi)吸(xi)力(li)越大(da)。從圖2可(ke)知，三(san)種(zhong)液體曲(qu)率半徑(jing)Rs大(da)小為：純水(shui)＞酒精溶(rong)液＜肥皂水(shui)，基(ji)質(zhi)吸(xi)力(li)（ua-uw）和裂隙度δ的大(da)小順序(xu)則相反為：純水(shui)＞酒精溶(rong)液＞肥皂水(shui)。

圖2基(ji)質(zhi)吸力隨表面張力和(he)曲(qu)率半徑的變化曲(qu)線