概念2.土水特征曲线3.滞后现象4.模型5.影响因素31.吸力20世纪初,土中吸力的概念已在土壤物理学中得到发展。土的吸力理论主要是同土-水-植物相关连而发展起来的。1956年召开的力学研讨会上,Aitchison的一篇论文从热动力学角度对土的吸力及其组成下来定义。这些定义已在岩土工程学中被广泛接受。土中吸力反映土中水的自由能状态1.吸力的概念4自由能什么是自由能?freeenergy1.吸力的概念在热力学当中,自由能指的是在某一个热力学过程中,系统减少的内能中可以转化为对外做功的部分,它衡量的是:在一个特定的热力学过程中,系统可对外输出的“有用能量”。通常有Helmholtz自由能和Gibbs自由能Helmholtz自由能是等温过程中系统能对外做功的那部分能量Gibbs自由能是恒温恒压过程中,封闭系统由体积功以外其它广义力所做功的那部分能量5热力学第一定律——能量守恒热力学第二定律——熵增原理自由能的变化1.吸力的概念Gibbs自由能增量6孔隙水总势能1.吸力的概念产生土体总吸力的物理与化学作用机理就是相对于自由水状态来说,土中孔隙水势能的减少量以土中水作为研究对象,系统的非体积功主要来源有:重力水中溶质的渗透力孔隙水的持水力温度压力物理化学力土中水的总势能可以表示为7孔隙水总势能1.吸力的概念8孔隙水总势能——单位化学势能反映每单位质量所包含的能量,J/mol或J/kg;压力势能反映每单位体积所包含的能量,J/m3=N/m2=Pa;水头势能反映每单位重量所包含的能量,J/N=m。势能、压力和水头的单位间具有如下关系1.吸力的概念9忽略温度、重力与惯性的影响,促使土体孔隙水势能降低的主要因素有:渗透作用——孔隙水中溶质溶解的结果毛细作用——水-气交界面曲率以及负孔隙水压力吸附作用——固-液(即土中孔隙水)交界面附近的电场与范德华力场作用而产生孔隙水总势能1.吸力的概念10
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