李彥龍，張小輝

(1.許昌學(xué)院 土木工程學(xué)院，河南 許昌 461000；2.機(jī)械工業(yè)勘察設(shè)計研究院有限公司，陜西 西安 710043)

上述非飽和土吸力的分類方法主要是針對非飽和土的強(qiáng)度和變形問題[10]，這些分類方法深化了學(xué)者們對非飽和土強(qiáng)度和變形問題的認(rèn)知，并有效地推動了非飽和土強(qiáng)度和變形理論的發(fā)展.然而上述分類方法仍存在兩個方面的問題：其一，上述非飽和土吸力分類方法主要是基于吸力對土體強(qiáng)度的貢獻(xiàn)而進(jìn)行的分類，不同類型吸力的確定方法較為模糊；其二，非飽和土中的滲流問題與強(qiáng)度問題和變形問題既密切相關(guān)但又有本質(zhì)上的不同，當(dāng)用上述分類方法來描述非飽和土中的滲流問題時具有局限性.鑒于此，本文將從非飽和土中的孔隙水的賦存狀態(tài)入手，對非飽和土中的吸力進(jìn)行分類并給出不同類型吸力的確定方法.

1 非飽和土孔隙水的賦存狀態(tài)

根據(jù)非飽和土中孔隙水的受力狀態(tài)可以把其分為結(jié)合水、毛細(xì)水和重力水.結(jié)合水主要受電場力和范德華力控制，毛細(xì)水主要受氣液交界面上的表面張力的作用，重力水在重力的作用下便能自由地流動.土體中的孔隙水在土體中的賦存狀態(tài)與土體的含水量有密切的關(guān)系.圖1描述了非飽和土孔隙水3種典型的賦存形式.(1)結(jié)合水狀態(tài)(圖1(a))：土顆粒表面僅包裹著結(jié)合水，此時土體中的孔隙水以結(jié)合水的形式存在.(2)毛細(xì)邊角水狀態(tài)(圖1(b))：隨著土體含水量的增加，非飽和土中開始出現(xiàn)毛細(xì)水，此時的毛細(xì)水也被稱為毛細(xì)角邊水[11]；毛細(xì)角邊水僅在土顆粒之間較為狹小的孔隙中存在，液相未聯(lián)通.(3)毛細(xì)水連通狀態(tài)(圖1(c))：當(dāng)土體的含水量繼續(xù)增加時，土體中的毛細(xì)水開始連通.

圖1 孔隙水的賦存形式Fig.1 Occurrence forms of pore water

將土體中結(jié)合水含量的上限定義為結(jié)合水含水量，用θb表示；將能夠維持毛細(xì)水連通的含水量的下限定義為毛細(xì)水連通含水量，用θc表示.由此，土體中含水量從高到低可依次分為：飽和含水量(θs)→毛細(xì)水連通含水量(θc)→結(jié)合水含水量(θb).上述3個特征含水量中比較容易確定的特征含水量為飽和含水量(θs)，通過理論計算和試驗(yàn)均能獲得土體的飽和含水量(θs).土體中結(jié)合水的含量(θb)可通過等溫吸附法和熱重分析法得以確定[12-13].尚未確定的特征含水量為毛細(xì)水連通含水量(θc).由于θc為土體中毛細(xì)水連通時含水量的下限，因此，有理由認(rèn)為θc與土體的飽和度有直接關(guān)系.基于Barden[14](1956)對非飽和土的分類，可以做出如下判斷：當(dāng)土體中毛細(xì)水連續(xù)時，其飽和度應(yīng)該大于50 %.事實(shí)上，通過非飽和土水分遷移試驗(yàn)也可以初步確定毛細(xì)水連通時的含水量，當(dāng)非飽和土中的毛細(xì)水尚未聯(lián)通時，土體中的水分在遷移形態(tài)上表現(xiàn)為以氣態(tài)水為主的水分遷移[15].

2 基于孔隙水賦存狀態(tài)的吸力分類

土體中水氣交界面的彎曲、溶質(zhì)的溶解作用、電場勢能的變化以及范德華力場的變化均會導(dǎo)致孔隙水勢能的下降，所有勢能下降的綜合便構(gòu)成了非飽和土的吸力[2].本文對非飽和土中吸力的分類主要是基于土顆粒與水之間的相互作用力，忽略溫度和重力的影響，促使土體中孔隙水勢能下降的主要因素為吸附作用、毛細(xì)作用和滲透作用等.滲透吸力是由于溶質(zhì)的水合作用使水的活性下降，而且只有在半透膜存在的情況下才起作用，但是，土體中一般不存在半透膜.因此，非飽和土中的吸力主要是指結(jié)合水與土顆粒之間的吸附作用和毛細(xì)水的毛細(xì)作用兩部分.對應(yīng)于土體中孔隙水的3種賦存狀態(tài)，將非飽和土的吸力分為如下3類.

(1)吸附作用力.土體中僅含有結(jié)合水，土顆粒與結(jié)合水之間的相互作用力主要表現(xiàn)為由電場力和范德華力所控制的吸附作用.電場源自粘土礦物表面所帶的負(fù)電荷，周圍水分子偶極子、陽離子因靜電引力而被吸附在粘土顆粒表面，離表面愈近，吸附力愈大，吸附愈緊.范德華力是一種存在于任何土體中的原子尺度范圍內(nèi)的力，是土顆粒表面分子與孔隙水分子之間的相互作用力.電場力和范德華力的作用強(qiáng)度隨著土顆粒與水分子距離的增加迅速減弱.二者的相互作用促使相鄰孔隙水分子相互吸引和重新排列并引起孔隙水化學(xué)勢能的下降，這些下降的孔隙化學(xué)水勢能構(gòu)成吸附作用力.

對式(3)積分，可得

由表4可知，超厚寬幅攤鋪施工工藝與并機(jī)雙層攤鋪施工工藝下的水泥穩(wěn)定基層平整度均小于12mm，符合《公路路面基層施工技術(shù)細(xì)則》（JTGT F20—2015）要求。但由表中進(jìn)一步分析可知，并機(jī)雙層攤鋪基層頂面平整度檢測結(jié)果較為離散，而超厚寬幅攤鋪基層頂面平整度分布均勻。分析原因?yàn)?，并機(jī)雙層攤鋪過程中接縫處產(chǎn)生混合料離析，碾壓后導(dǎo)致接縫處不平整。

(3)毛細(xì)作用力.當(dāng)土體中的毛細(xì)水連通時，土體中的吸力主要表現(xiàn)為由孔隙水的毛細(xì)作用所產(chǎn)生的吸力，即基質(zhì)吸力.基質(zhì)吸力是土體中一定范圍內(nèi)的平均毛細(xì)壓力，其值等于空氣的平均壓力與水分的平均壓力之差，即(ua-uw).隨著含水量的增加，氣液交界面收縮膜與土顆粒由搭接狀態(tài)逐漸過渡到不搭接狀態(tài)，收縮膜對土體的作用下效應(yīng)也隨之下降.

“道教以‘氣’為本的風(fēng)水觀念大約在三國時期傳入朝鮮半島，與朝鮮原始宗教中的山岳信仰相結(jié)合，形成了只有靠山川風(fēng)水之蔭佑，人才能獲得福壽的觀念。”[4]249 新羅末期，桐里山祖師道詵曾入唐學(xué)習(xí)中國地理之法，返回朝鮮半島后，著有《道詵秘記》，詳細(xì)講述了地理風(fēng)水之法，道詵和其著作在政治和文化上給古代朝鮮帶來了深遠(yuǎn)的影響。

上述不同形式的吸力與含水量之間的關(guān)系見圖2，可以看到以θc和θb為分界點(diǎn)可以將土水特征曲線分為3段，其中θa為進(jìn)氣值.

圖2 吸力與含水量之間的關(guān)系示意圖Fig.2 Suction versus moisture content

(1)吸附作用區(qū)(0<θ<θb)，土體中的氣體處于連通狀態(tài)，土顆粒表面僅包裹著結(jié)合水，此時非飽和土中的流動問題主要表現(xiàn)為氣體的流動.

隨著科學(xué)、教育等領(lǐng)域的不斷發(fā)展，我國對高校教師也提出了更高的要求，結(jié)合當(dāng)前河南省健美操教師的實(shí)際情況，學(xué)校應(yīng)有計劃有針對性地開展健美操教師的培訓(xùn)工作，提高健美操教師的整體水平。教師方面，青年教師應(yīng)發(fā)揮自身優(yōu)勢、完善知識結(jié)構(gòu)，提高自身專業(yè)水平，將最新、最有效的教學(xué)方法帶入課堂中，老教師應(yīng)發(fā)揮“傳、幫、帶”作用，適應(yīng)當(dāng)前教育改革的新要求下起到帶頭作用，為青年教師做好職業(yè)榜樣，實(shí)現(xiàn)新老教師的有效對接。

色散準(zhǔn)則關(guān)系式隱含了液體射流表面波增長率與表面波數(shù)之間的關(guān)系。采用穆勒方法，可以對色散準(zhǔn)則關(guān)系式求取數(shù)值解，并繪制出表面波增長率隨表面波數(shù)的變化關(guān)系曲線圖。圖中曲線的最高點(diǎn)為最大表面波增長率點(diǎn)通常稱之為支配表面波增長率（dominate wave growth rate）其所對應(yīng)的波數(shù)稱之為支配波數(shù)（dominate wave number）表示液體最不穩(wěn)定的狀況，也就是最容易碎裂的狀況。因此，穩(wěn)定性分析就是研究液體兩側(cè)氣液流速比之差液流韋伯?dāng)?shù) W el、歐拉數(shù) E ul、雷諾數(shù)Rel 、氣流馬赫數(shù) M agj等因素對曲線圖以及的影響。

3.2.1 多功能旅游空間布局 旅游空間布局是整個規(guī)劃核心部分，遵循一定的流程和原則至關(guān)重要。旅游產(chǎn)業(yè)是生產(chǎn)方式和生活方式，是空間布局規(guī)劃的本質(zhì)，不僅要生產(chǎn)效用最大化，而且消費(fèi)者的消費(fèi)效用也要最大化。做好空間布局規(guī)劃要突出資源特色，各功能之間要協(xié)調(diào)互補(bǔ)，同時要保證資源的完整性，以保護(hù)環(huán)境為基本。另一方面，可借助互聯(lián)網(wǎng)，用AR、VR等濃縮成虛擬的空間場景，增加游客的體驗(yàn)樂趣，使生態(tài)休閑旅游變得更人性化，更有樂趣。

3 吸力的確定方法

3.1 吸附作用力

土顆粒與結(jié)合水之間的吸附作用力受控于二者之間的電場力和范德華力，電場力和范德華力促使孔隙水分子相互吸引和重新排列并引起孔隙水化學(xué)勢能的下降，吸附作用力的大小可以通過結(jié)合水化學(xué)勢能的下降量來衡量.對吸附作用力的確定主要是通過等溫吸附試驗(yàn)，試驗(yàn)中，處于平衡狀態(tài)的封閉系統(tǒng)內(nèi)各相的化學(xué)勢能相等，也就是土樣表面吸附結(jié)合水的化學(xué)勢能與干燥皿內(nèi)水氣的化學(xué)勢能相等.因此，可以用氣相的化學(xué)勢能來表示結(jié)合水的化學(xué)勢能.吸附達(dá)到平衡時，各相的偏摩爾自由能相等，也就是結(jié)合水的Gibbs自由能與體系中水氣的Gibbs自由能相等.相對于自由水，水氣Gibbs自由能的變化為

dG=Vdp-SdT-δW

(1)

由于等溫吸附試驗(yàn)中的溫度為定值(25 ℃)，所以dT=0；土顆粒在等溫吸附水氣的過程中，非體積功為零，即δW=0.因此，式(1)即為

dG=Vdp

(2)

對于一摩爾水氣而言，由理想氣體定律可知pV=RT，由此式即為

(3)

(2)吸附——毛細(xì)作用力.吸附——毛細(xì)作用力主要包括吸附作用力和由毛細(xì)角邊水所產(chǎn)生的局部毛細(xì)作用力，此時土體中的孔隙水以結(jié)合水和毛細(xì)角邊水并存.隨著含水量的增加，毛細(xì)水首先賦存于土體中狹小的孔隙中，該部分毛細(xì)水被稱為毛細(xì)角邊水.毛細(xì)角邊水與氣相交界面上的收縮膜與土顆粒接觸，并將收縮膜上的張力傳給土骨架，表現(xiàn)為局部毛細(xì)作用力.湯連生等[7-8]將此時收縮膜張力分解為濕吸力和牽引力，欒茂田等[9]將收縮膜張力定義為張力吸力.上述分類均反應(yīng)了此時非飽和土中土顆粒與水之間復(fù)雜的受力狀況.

北醫(yī)三院對節(jié)能的重視由來已久。醫(yī)院黨委書記金昌曉向記者介紹道，醫(yī)院在能源管理工作上，逐步完善全面的能源管理組織框架與管理制度，配套節(jié)能資金的投入，推動能源管理的平臺化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)節(jié)能項(xiàng)目從立項(xiàng)到總結(jié)形成閉環(huán)管控，取得了明顯的節(jié)能成效。

(4)

式(6)即為Kelvin方程，Kelvin方程可用于描述彎曲液面上方蒸汽壓與曲率之間關(guān)系的方程；Kelvin方程可用于解釋中孔材料(2～50 nm)所對應(yīng)的Ⅳ型等溫線上的拐點(diǎn)，即發(fā)生毛細(xì)凝聚的相對濕度；等溫吸附線拐點(diǎn)以下部分為吸附作用力(吸附勢能).25 ℃時，υw0=1/997 m3/kg、ωv=18.016 kg/mol、R=8.314 32 J/(mol K)，將上述參數(shù)代入式(5)中，可以計算得到吸附作用力與相對濕度之間的理論關(guān)系(圖3).在此，以Li(2016)對黃土的等溫吸附試驗(yàn)結(jié)果為例進(jìn)行下述分析.黃土的等溫吸附的試驗(yàn)結(jié)果表明：干燥的黃土顆粒在RH<11%、RH=11%～75%的濕度環(huán)境中吸附水汽形成的水分為強(qiáng)結(jié)合水、弱結(jié)合水；當(dāng)RH=75%時，水氣在土樣中冷凝并形成毛細(xì)水.從圖3中可以到，黃土土樣中強(qiáng)結(jié)合水(RH<11%)與土顆粒之間的吸力的下限為302.8 kPa，弱結(jié)合水(RH=11%～75%)與土顆粒之間的吸力為39.5～302.8 kPa，發(fā)生毛細(xì)冷凝時的起始吸力為39.5 kPa.

μ=ψνw=hgωw；

(5)

式中：g為重力加速度；ωw為水的摩爾質(zhì)量(kg/mol)；νw為水的偏摩爾體積(m3/mol).轉(zhuǎn)換單位后式(4)如下.

(6)

式中：RH為相對濕度；p0為自由水的飽和蒸氣壓；p為平衡狀態(tài)時溶液的蒸氣壓；T為熱力學(xué)溫度；R為理想氣體常數(shù)；ΔG即為吸附勢能(J/mol).需要說明的是，式的計算結(jié)果為負(fù)，負(fù)號表示孔隙水相對于自由水的自由能的下降值，即吸附勢能.可以將式轉(zhuǎn)化為以壓力勢能(Pa)來表示.勢能通常有3種表述方式：①化學(xué)勢能μ；②壓力勢能ψ；③水頭勢能h，三者之間的關(guān)系式如下.

土體的吸力是由許多物理和物理化學(xué)作用所產(chǎn)生的，這些因素各自所起的相對作用的大小取決于非飽和土的含水量，即孔隙水的賦存形態(tài).在較低含水量和相應(yīng)較高吸力值的非飽和土中，孔隙水主要以結(jié)合水附著于土顆粒表面，此時吸力以吸附作用力為主，結(jié)合水與土顆粒之間的吸附作用力可以通過等溫吸附試驗(yàn)并結(jié)合式(4)來確定.當(dāng)非飽和土處于較高含水量和相應(yīng)較低吸力值時，孔隙水主要以毛細(xì)水形式存在.毛細(xì)作用力可以通過式(8)并結(jié)合試驗(yàn)來確定.

圖3 吸附作用力與相對濕度的關(guān)系(25 ℃)Fig.3 Relationship of adsorption suction and relative humidity (25 ℃)

上述對于由毛細(xì)作用所引起的吸力的計算結(jié)果與通過軸平移技術(shù)測量[16]所得到的結(jié)果之間存在差異性，其原因如下：Fredlund和Rahardjo[1](1993)把根據(jù)Kelvin方程所確定的吸力稱為總吸力，事實(shí)上，Kelvin方程主要用來衡量土顆粒與結(jié)合水之間的吸附作用力以及土體中發(fā)生毛細(xì)冷凝時的起始吸力，當(dāng)土體中已處于毛細(xì)角邊水狀態(tài)或毛細(xì)水連通狀態(tài)時，通過Kelvin方程難以準(zhǔn)確地獲得土體中的吸力，原因如下：第一，Kelvin方程中的核心變量為相對濕度，影響氣相相對濕度的因素有很多，比如，溫度、水分的可用性等；當(dāng)土體中已處于毛細(xì)邊角水狀態(tài)或毛細(xì)水連通狀態(tài)時，相對濕度與土體的含水量并非單值對應(yīng).第二，Kelvin方程中缺少衡量土體密實(shí)狀態(tài)的參數(shù)，事實(shí)上，密度對土體的吸力具有顯著的影響，尤其是當(dāng)土體含水量較低時[17-18].

(3)毛細(xì)作用區(qū)(θc<θ<θs)，土體中的毛細(xì)水連通，隨著含水量的增加孔隙氣逐漸開始變的不聯(lián)通，直至最后形成氣封閉狀態(tài).此時，非飽和土中的滲流主要以液態(tài)水遷移為主.

3.2 毛細(xì)作用力

液體在毛細(xì)管中上升或者下降稱為毛細(xì)現(xiàn)象，非飽和土中的毛細(xì)水通常表現(xiàn)出上升現(xiàn)象，毛細(xì)水上升高度主要取決于氣液交界面上表面張力的大小.彎曲液面的曲率與附加壓力的關(guān)系可以用Young-Laplace方程來描述，Young-Laplace方程如下：

(7)

式中，Δp為液相的附加壓力，Ts為表面張力，R1和R2分別為彎曲液面的兩個主半徑.設(shè)毛細(xì)管的半徑為R，液體與毛細(xì)管接觸角為θ，毛細(xì)管中彎液面的曲率半徑R與毛細(xì)管半徑r的關(guān)系如下：R=r/cosθ.附加壓力Δp可表示為：Δp=-(2Ts/r)·cosθ；非飽和土中水-氣交界面上產(chǎn)生的壓降可以用下式來表示：

(8)

式(8)即為毛細(xì)作用力的理論計算公式，該公式的核心變量為氣液表面張力、固液接觸角和土體毛細(xì)孔徑.影響表面張力的因素有很多，比如溫度和壓力等，溫度與表面張力之間近似滿足線性關(guān)系，表面張力隨著壓力的增加而減小，當(dāng)溫度恒定時，可以確定氣液交界面的表面張力.土體中的毛細(xì)孔徑并不是均勻的，毛細(xì)孔徑的大小、分布及形狀在不同類型的土體中會表現(xiàn)出不同的形態(tài)，目前，可以通過試驗(yàn)獲得土體的平均孔徑分布[19].

相比較與較容易確定的表面張力和孔徑，土顆粒與水之間的接觸角的確定就顯得較為困難.接觸角為水-氣交界面上的切線與水-固交界面上直線之間的夾角，是相互接觸的物質(zhì)相的固有屬性，可以用Young方程表示.土顆粒與水通常為親潤性接觸角，Kumar[20](1990)報道砂土中的接觸角可達(dá)65°.在非飽和土中，水-氣交界面的幾何形狀、土顆粒的幾何形狀和土-水的接觸角是控制三相之間作用力的3個主要因素[21].表面粗糙程度、表面材料的組成和溫度對接觸角均有直接或間接的影響[22].接觸角的另一特性便是其在吸濕和脫濕過程中所表現(xiàn)出的滯后性[23，24]，即，吸濕過程的固-液接觸角大于脫水過程中的接觸角，Letey等(1962)和Laroussi等(1979)報道砂土在吸濕過程中的接觸角可以達(dá)到60～80°，而脫濕接觸角僅為0～30°.上述原因致使固液接觸角難以確定，現(xiàn)有辦法所測出來的土-水的接觸角通常只是具有相對意義的表觀接觸角[25].因此，在實(shí)際應(yīng)用中很難通過式(8)準(zhǔn)確測定非飽和土中的吸力.

3.3 吸附—毛細(xì)作用力

為了更好的方便學(xué)生線上的學(xué)習(xí)，必須認(rèn)真設(shè)計網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺。本課程的教學(xué)平臺內(nèi)容主要包括，課程信息、教學(xué)資源、單元學(xué)習(xí)、拓展學(xué)習(xí)、課程活動等。單元學(xué)習(xí)是學(xué)生集中學(xué)習(xí)的地方。它集中了7個項(xiàng)目，每個項(xiàng)目又分為若干個任務(wù)。每個任務(wù)又根據(jù)課前、課中、課后的這三個線上學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)的需要分為：課前導(dǎo)學(xué)、任務(wù)實(shí)施和拓展提升。

(2)吸附毛細(xì)作用區(qū)(θb<θ<θc)，土體中的毛細(xì)角邊水處于氣封閉狀態(tài)，孔隙氣與大氣連通，當(dāng)土體內(nèi)部水氣的蒸汽壓大于大氣中水氣的蒸汽壓時，毛細(xì)邊角水便會以氣態(tài)水的形式向周圍大氣中擴(kuò)散，即發(fā)生氣態(tài)水遷移(蒸發(fā)).反之，蒸汽濃度較高大氣便在土體中冷凝形成冷凝水，從而使土體中的含水量增加.此時土體中水分遷移主要是氣態(tài)水為主.

作為受控于吸附作用的高吸力區(qū)與受控于毛細(xì)作用的低吸力區(qū)兩者之間的吸附—毛細(xì)作用區(qū)的情況與土體的類型有直接關(guān)系，包括土的孔隙大小分布、土顆粒大小分布、有機(jī)質(zhì)含量和粘土含量等.粘土由于其土顆粒表面積較大，需要更多的水分來滿足于高吸力區(qū)的水合作用；砂土在初始的顆粒表面發(fā)生水合作用時吸收的水分很少，大部分非飽和含水量以毛細(xì)作用為主.鑒于吸附毛細(xì)作用力是吸附作用力和毛細(xì)作用力的過渡作用力，當(dāng)土體中的孔隙水接近結(jié)合水狀態(tài)時，吸附毛細(xì)作用力接近吸附作用力；當(dāng)土體中的孔隙水接近毛細(xì)水連通狀態(tài)時，吸附毛細(xì)作用力接近毛細(xì)作用力.

由此可見，當(dāng)非飽和土中的含水量不能維持毛細(xì)水連通時，非飽和土中的吸力難以準(zhǔn)確確定且具有很強(qiáng)的特殊性.由于吸附毛細(xì)作用力的復(fù)雜性和特殊性，當(dāng)學(xué)者們通過軸平移技術(shù)量測或控制非飽和土中的吸力時，往往在含水量較低的土體中存在較大的誤差.而軸平移技術(shù)的核心部件為以陶瓷板為代表的高進(jìn)氣值材料，下文中將重點(diǎn)分析高進(jìn)氣材料量測吸力的適用性.

提高語文課堂教學(xué)效率，是當(dāng)今語文教學(xué)的迫切要求，是語文教師不可推卸的責(zé)任。教師只有從培養(yǎng)學(xué)生良好的課堂學(xué)習(xí)習(xí)慣、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)語文的興趣、引導(dǎo)學(xué)生將學(xué)與練結(jié)合、指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的方法等方面著手，才能真正提高語文課堂教學(xué)的效率，減輕學(xué)生的課業(yè)負(fù)擔(dān)，讓學(xué)生樂于學(xué)習(xí)。

4 高進(jìn)氣值材料量測吸力的適用性分析

高進(jìn)氣值材料的孔徑微小而且分布均勻，當(dāng)被水飽和后，孔隙的氣液交界面產(chǎn)生表面張力，表面張力把氣相和液相隔絕開，使得高進(jìn)氣值材料兩側(cè)的氣相和液相存在壓差.陶土板為最常用的高進(jìn)氣值材料，陶瓷板的孔徑越小，飽和滲透系數(shù)也越小，相應(yīng)的進(jìn)氣壓力值越大.陶土板上方的氣壓與陶土板內(nèi)部以及陶土板下方液壓之間存在的最大壓差同樣可用Young-Laplace方程表達(dá).陶土板量測基質(zhì)吸力的原理可以用圖4表示.氣壓ua和水壓uw可以通過容器上部和下部端口獨(dú)立控制，陶瓷板的進(jìn)氣壓力值用uwa來表示，并假設(shè)陶瓷板與容器壁緊密接觸.

圖4 氣體-水-陶瓷板-土體量測系統(tǒng)Fig.4 Measuring system of gas-water-high air entry material-soil

該系統(tǒng)在量測非飽和土基質(zhì)吸力時依賴于兩個交界面的平衡：陶瓷板孔隙中的水-氣交界面與土孔隙中的水-氣交界面的平衡，二者之間是否能夠達(dá)到平衡是保證吸力準(zhǔn)確量測的關(guān)鍵性因素.陶瓷板量測吸力的原理是通過陶瓷板孔隙中水氣交界面的表面張力來表征土體中水氣交界面的表面張力.當(dāng)土體中的毛細(xì)水處于連通狀態(tài)時(圖4(a))，陶瓷板孔隙中的水與土體孔隙中水可以保持連通狀態(tài)，此時便可以通過氣體-水-陶瓷板-土體系統(tǒng)來量測陶瓷板中水氣交界面的表面張力來表征土體孔隙中水氣界面的張力.圖4(b)表示的是土體中毛細(xì)水未聯(lián)通，當(dāng)通過氣體-水-陶瓷板-土體系統(tǒng)量測土中吸力時，土樣底部與陶瓷板接觸并被濕潤，土樣底部因?yàn)楸粷駶櫠锌赡芴幱谶B通狀態(tài)，但是土樣上部毛細(xì)水并不聯(lián)通，因此難以與陶瓷板中的水氣交界面建立平衡關(guān)系.此時，仍通過氣體-水-陶瓷板系統(tǒng)所量測的吸力并無實(shí)質(zhì)意義.

為了能夠更好地解釋氣體-水-高進(jìn)氣值材料系統(tǒng)在量測基質(zhì)吸力時要求土體中毛細(xì)水處于連通狀態(tài)，將理想的高進(jìn)氣值材料的特征曲線和典型的粗粒土的土-水特征曲線繪制于圖5.從圖5可以看到，理想的高進(jìn)氣材料的特征曲線相比較與土體的土水特征曲線較為簡單.圖5中的A點(diǎn)為土體的飽和含水量θs，B點(diǎn)為土體的進(jìn)氣值含水量θa；隨著土體含水量的不斷減小，當(dāng)達(dá)到C點(diǎn)時，土體中的基質(zhì)吸力便與高進(jìn)氣值材料進(jìn)氣時的吸力相等，D點(diǎn)為土體的殘余含水量θr.當(dāng)土體的含水量減小到C點(diǎn)時，土體中的基質(zhì)吸力與高進(jìn)氣值材料進(jìn)氣值相等，有理由認(rèn)為，此時土體所對應(yīng)的含水量為量測系統(tǒng)所能量測的含水量的下限，也可以將該含水量作為維持非飽和土中毛細(xì)水連通所需含水量的下限θc.圖5同樣表明了，只有當(dāng)土體中的毛細(xì)水處于連通狀態(tài)時，通過氣體-水-高進(jìn)氣值材料系統(tǒng)量測得到的非飽和土的基質(zhì)吸力才是真實(shí)且有意義的.

圖5 理想的高進(jìn)氣值材料與典型粗粒土的特征曲線Fig.5 Characteristic curve of typical coarse grained soil and ideal HAE material

5 結(jié)論

以孔隙水的賦存狀態(tài)作為切入點(diǎn)，對孔隙水和相應(yīng)的吸力進(jìn)行了分類，并對吸力的量測方法做了分析，主要結(jié)論如下：

(1)非飽和土中孔隙水的賦存狀態(tài)可分為結(jié)合水狀態(tài)、毛細(xì)角邊水狀態(tài)和毛細(xì)水連通狀態(tài)，對應(yīng)于孔隙水的3種賦存狀態(tài)，非飽和土中的吸力可分為吸附作用力、吸附-毛細(xì)作用力和毛細(xì)作用力.

(2)吸附作用力可通過等溫吸附試驗(yàn)確定，其試驗(yàn)原理和試驗(yàn)結(jié)果均較為明確.

(3)吸附-毛細(xì)作用力尚難以通過理論計算或試驗(yàn)獲得準(zhǔn)確的結(jié)果，該吸力在數(shù)值上介于吸附作用力和毛細(xì)作用力之間.

“意象”是中國傳統(tǒng)美學(xué)當(dāng)中的一個重要范疇,更是中傳統(tǒng)藝術(shù)的本體與審美旨?xì)w。中國的舞蹈在這種“天人合一、虛實(shí)相生”的思想關(guān)照下蓬勃發(fā)展,形成了較為豐富的“舞蹈意象”理論。從《愛蓮》到《稻禾》可以看出，在意象類舞蹈作品中基本的人物形象塑造手法是必需且重要的，但創(chuàng)新也同樣是重要的，無論是中國傳統(tǒng)古典舞還是現(xiàn)代舞中的意象類舞蹈作品，其中的人物形象塑造必定會朝著更加多元化，國際化的方向發(fā)展。

(4)毛細(xì)作用力的計算原理雖較為明確，由于參數(shù)取值的困難致使難以通過理論計算獲得準(zhǔn)確的結(jié)果，但可通過高進(jìn)氣值材料測量.高進(jìn)氣材料較為適合量測毛細(xì)作用力，對高進(jìn)氣值材料不恰當(dāng)?shù)氖褂檬窃斐赏了卣髑€在低含水量段迅速上揚(yáng)的主要原因.