隨著近年來土壤汙染的頻發，表麵活性劑作為一種常用淋洗劑，因其少量高效的修複效果，在汙染土壤淋洗修複技術中得到了越來越廣泛的應用。表麵活性劑的加入在顯著改善土體性質的同時，也使水的氣—液界麵張力（表麵張力）發生了明顯變化，在利用表麵活性劑對土壤進行改性時，少量的表麵活性劑就會大幅降低水的表麵張力。另一方麵，再生水灌溉在水資源緊缺的地區有普及的趨勢，它能很好地解決區域水資源短缺的問題，再生水中的多種元素還能提高農業產量。但再生水中會含有汙水中未被處理完淨的有機物質，有研究發現，有機化合物加入水中也會改變水的表麵張力。再生水灌溉後土壤中混入的有機物會改變土壤的力學性質，對土壤的物理性質造成影響。

由此可見，表麵活性劑和有機化合物的加入會使孔隙水的表麵張力發生明顯變化，而界麵特性的三大方程，即Young方程、Laplace方程和Kelvin方程均與表麵張力有關,表麵張力改變會使得表層土壤的力學性質發生變化，而表層土壤最顯著的特性就是收縮開裂，因此，表麵張力的變化勢必會對土壤的收縮開裂造成影響。

不同表麵張力下土壤收縮開裂裂隙度

考慮到自然環境的複雜多變性，土體一般要經曆多次幹濕循環。幹濕循環會引起土—水特征曲線的滯回效應，在相同的含水率條件下，吸濕和脫濕所對應的基質吸力不盡相同，而導致幹濕循環滯回效應的一個最重要因素就是接觸角的改變。在球體顆粒模型基礎上提出了張力吸力的概念，分析了基質吸力與張力吸力隨接觸角變化規律，並從理論上合理地解釋了“隨著土變幹，飽和度對土的強度作用減弱”的試驗現象；對吸濕與脫濕過程中引起非飽和土的土—水特征曲線滯後性質進行機製分析，認為接觸角的差異是造成土—水特征曲線滯後效應的主要原因，而接觸角與表麵張力又是密不可分的。土壤在脫濕過程中，含水率不斷降低，連接土壤顆粒的液橋體積減少，基質吸力變大，當達到土壤開裂的臨界基質吸力時，土壤顆粒間的液橋將破裂，從而土壤產生裂隙。從細觀的角度來看，土壤中的基質吸力是由液橋的表麵張力所引起的，表麵張力的改變會影響液橋斷裂的程度和時間點，從而影響幹濕循環條件下的土壤收縮開裂特性。土壤收縮開裂破壞了土壤原有的結構，會引發優先流，而裂隙則會成為灌溉水和雨水的優先路徑；收縮開裂還會改變土壤中水分和養分的正常運移，嚴重則會造成地下水汙染、阻礙農業灌溉、影響農業產量等問題。隨著全球環境變化的影響，土壤和水汙染問題會越來越多，越來越典型。表麵張力對水—氣界麵的影響明顯，可以肯定對土壤開裂的性質也有重要影響，因此，有必要從表麵張力的角度對幹濕循環下的土壤收縮開裂特性進行深入研究，對農業灌溉和環境保護方麵也將具有重要的理論和實際指導意義。

在兩種控製溫度條件下，對三種孔隙水表麵張力不同的土樣開展了一係列的幹濕循環試驗，分析了溫度和表麵張力因素對土樣裂隙發育過程及最終裂隙度的影響，得到如下結論：幹濕循環對土樣裂隙發育有一定影響，隨著幹濕循環次數的增加，試樣的最終裂隙度有所增加，但增長幅度不大；幹濕循環次數越多，相同含水率下對應的收縮開裂裂隙度越大；相同裂隙度對應的時間隨循環次數增多而減小。溫度對土壤的收縮開裂有直接影響。溫度越高，土樣出現裂隙的初始時間就越短，對應的初始臨界含水率也越高，土樣的收縮開裂發育程度越高，最終收縮開裂裂隙度δ也相應越高。在相同含水率的情況下，高溫環境中脫濕的試樣表麵裂隙發育也明顯增加。表麵張力對土壤收縮開裂有明顯的製約作用。表麵張力增大，會使土樣的曲率半徑變小，從而增大基質吸力，間接對土樣的裂隙發育產生影響。土樣的表麵張力越大，其裂隙發育程度越高，對應的最終δ也就越大；表麵張力越小的試樣其最終δ越小，但在土樣表麵裂隙發展過程中，相同含水率或者相同脫濕時間時，表麵張力小的試樣裂隙度有可能高於表麵張力較大的試樣。