在黏土或膨脹土中，毛細作用和吸附作用是土顆粒與水相互作用的主要組成部分。毛細作用由氣液界面的表面張力控制，主要取決于孔隙的幾何尺寸進(jìn)而依賴(lài)于邊界條件。吸附作用主要由短程范德華力和長(cháng)程庫侖力控制，依賴(lài)于礦物的表面特性如比表面積和陽(yáng)離子交換能力等。如何科學(xué)的定義及定量確定吸附水的含量是巖土工程及水文地質(zhì)多個(gè)領(lǐng)域中的難點(diǎn)問(wèn)題。

　　武漢巖土所董毅研究員長(cháng)期致力于長(cháng)期致力包括非飽和土測試技術(shù)與理論在內的多相巖土介質(zhì)力學(xué)與工程方面的研究。針對非飽和土的吸附水問(wèn)題，提出了基于土水密度的吸附水定義和測試方法，通過(guò)氣體比重儀法測定黏土在不同含水量下的表觀(guān)顆粒比重變化，并演算出土水密度特征曲線(xiàn)，將土水密度大于自由水的含水量定義為最大吸附水含量，并與土水特征曲線(xiàn)擬合結果相比較，取得了很好的一致性。該研究成果為土中孔隙水的毛細水和吸附水的區分給出了基于物理機理的科學(xué)定義，并提出了吸附水的定量測試方法，為深入理解土中水的賦存狀態(tài)提供了理論依據，并對非飽和土的一系列水力和力學(xué)性質(zhì)的進(jìn)一步研究建立了理論基礎。

　　相關(guān)研究成果得到國家自然科學(xué)基金項目NSFC-51779254, 41572293的資助，并作為technical breakthrough發(fā)表于巖土工程權威期刊《Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering》，論文題目“Identifying Soil Adsorptive Water by Soil Water Density”。

　　論文鏈接：https://doi.org/10.1061/(ASCE)GT.1943-5606.0002289

典型膨脹性粘土土水特征曲線(xiàn)和土水密度特征曲線(xiàn)，以及吸附水含量的確定

（文/圖 土動(dòng)力學(xué)組）