求：重力水 结合水 毛细水对土的物理力学性质的影响 ^G4@ cR.An
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土体中毛细水压力的研究.rar RoNE7|gF:
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一、先讲表面张力（毛细水的根源） ^0 &jy:{
1、表面张力怎么产生 +QP(ATdM
水里面的水分子，互相之间有吸引力（分子引力，叫内聚力）。 h.q9p!
• 在水内部的水分子：四面八方都被别的水分子拉着，各个方向拉力互相抵消，受力平衡。 Hb0_QT ~
• 在水的表面（水和空气交界的那一层水分子）：上面是空气，空气分子对水的吸引力很弱；下面、侧面才是水分子。 👉 表层水分子只受到下方水分子向内的拉力，就会把水面尽量往里面收紧，像一张绷紧、有弹性的橡皮薄膜。这个收缩的拉力，就是表面张力。 Ko0?c.l
通俗例子 1：水龙头慢慢滴水，水滴掉下来之前，会鼓成圆圆的水珠，不会摊开流走，就是表面张力把水拉住，包住水。 通俗例子 2：缝衣针轻轻平放浮在水面，针比水重，但水面薄膜（表面张力）兜住钢针，不会沉下去。 通俗例子 3：荷叶上的水珠，聚成球形，不会铺成一滩水，也是表面张力。 Yz#E0aTTA
一句话总结表面张力：液体表层分子互相拉扯，让液体表面积尽量缩小的收缩拉力。 %F\.1\&eE
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二、毛细水（毛细管现象），由表面张力 + 管壁附着力共同产生 l2ie\4dK@
除了水自身分子吸引力（内聚力 = 表面张力），还有另外一种力：附着力：水分子和固体（土颗粒、玻璃、管壁）之间的吸引力。 *P8CzF^>\&
毛细现象原理 k~)@D| ?
拿一根很细的空心玻璃管插到水里： /}9)ZY Mx
1. 水分子喜欢吸附在玻璃壁上（附着力＞水的内聚力），水会沿着管壁向上爬； VxtX% McK
2. 水面边缘被拉上去，水面变成凹弯月面； )YW"Zo8~!1
3. 表面张力沿着弯月面斜向上拉，把管内的水整体往上拽； D>0(*O
4. 不断往上拉，直到管内水柱自身的重力往下压，向上拉力和水柱重量平衡，水就不再继续升高。 👉 管子越细，毛细上升高度越高！粗管子几乎看不到毛细上升。 X.ecA`0
经典举例： 把细玻璃吸管插到一杯清水里，吸管里面水面，比杯子外面水面更高，这就是毛细上升，管里的水就是毛细管水（毛细水）。 [,(+r7aB
关键：两个力缺一不可： ①水分子和固体颗粒的附着力（水粘在固体壁上，向上爬升） ②水的表面张力（弯月面向上拉动水柱） #n]K$k>
放到土里面（膨胀土路基场景） }m&\I
土不是实心块，土颗粒之间是细小、连通的微小孔隙。这些孔隙就相当于无数根密密麻麻、粗细不等的微小细玻璃管！ oxL)Jx\c9A
• 地下水位在下方； N5zx# g
• 地下水在这些微小孔隙里，靠毛细作用，沿着孔隙通道向上爬升，离开地下水面，跑到地下水位以上的土层里面。 这部分靠毛细作用升上来的水，就叫土中的毛细水。 !,]2.:{0z
形象比喻：土里面无数极细的微型吸管，把地下水吸上来。 -F_c Bu81V
生活例子理解毛细现象（非常直观） c#TV2@
例子 1：纸巾一角泡进水里，水顺着纸巾往上爬，整张纸巾慢慢变湿。 纸巾纤维之间微小空隙就是毛细管，表面张力把水吸上去。 t1wzSG
例子 2：粉笔头下端泡水里，水慢慢从底部爬到粉笔上部。 ,0{x-S0jX<
例子 3：旧砖头，放在潮湿地面，砖头底部接触潮气，水会慢慢向上渗，砖头上部也变潮湿。 Xyjd7 "
重点：孔隙越细，毛细上升高度越大！ 砂土孔隙粗 → 毛细上升高度很小，一般几十厘米； 黏性土（膨胀土）孔隙非常细小 → 毛细上升高度可以达到好几米！ 这就是膨胀土地基最麻烦的地方：地下水位很远，毛细水照样可以向上爬到路基底部，把膨胀土浸湿，吸水膨胀隆起。 xxA^A
三、区分两个概念，别混淆 -kHJH><j
1. 附着力：水分子 ↔ 固体（土颗粒、玻璃、纸巾纤维）之间的吸引力（水粘在固体上） HvmE' O8
2. 内聚力：水分子 ↔ 水分子之间互相吸引，产生表面张力（水自己拉住自己，形成水面薄膜） #4<=Ira5
毛细现象发生条件：附着力 > 水的内聚力（水能润湿固体，水可以爬上去，黏土、玻璃、纸巾都是这类）。 88l1g, `**
反例：水银。水银和玻璃附着力很小，内聚力很大，水银在细管里液面会往下凹，不会往上爬，不能发生毛细上升。 !*S,S{T8
四、结合路基工程，毛细水带来的后果（对应你膨胀土） NS-0-o|4#
原生膨胀土地基下方有地下水，孔隙作为无数细吸管： 地下水 → 毛细向上爬升 → 到达膨胀土层 → 土体含水率升高 → 土体吸水膨胀； 旱季水分蒸发，毛细水向下回落 → 土体失水收缩开裂。 反复循环就是干湿循环，膨胀土病害的根源之一！ 👉所以才要设置基底隔水层，打断这一根根 “微型毛细管通道”，阻止毛细水向上迁移。 aJ}hlM >
五、精简总结 o2[$X ONTl
1. 表面张力：水表层水分子互相拉扯，形成一层紧绷的水膜，想让水面面积缩到最小。水珠、水浮钢针都是它。 =\G`g #
2. 毛细现象（毛细水）：固体细缝隙里，依靠【附着力 + 表面张力】，水可以逆着重力，向上爬升。土颗粒之间微小孔隙就是无数细管子，把地下水吸到地下水位以上，形成毛细水。 X 8):R- J
常见疑问补充 ~RLWr.pK
问题 1：重力是向下的，为什么水能往上爬？ kPoz&e_@
重力是往下拽水柱；而表面张力 + 附着力的合力向上拉水柱。 管子孔隙足够细的时候，拉力＞水柱自重，水就往上走；越往上水柱越重，直到拉力和重力相等，停止上升。粗管子水柱太重，拉力拉不动，没有毛细上升。 HuR774 f[
问题 2：是不是所有土毛细上升都很高？ I51I(QF=
不是。 M4(57b[`
• 粗砂：孔隙大，“管子粗”，毛细上升很低，一般 0.2~0.5m； 3)I]bui
• 粉土：孔隙很细，毛细上升很高，可达 2～4m； b[<L
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• 膨胀黏性土：孔隙微小，毛细上升高度大，是路基重点防范对象。 @saK:z
问题 3：隔水层为什么能切断毛细水？ /B)2L]6p
复合土工膜隔水层是连续不透水薄膜，把上下土体的毛细孔隙通道完全断开。 下层膨胀土里面的毛细 “微型吸管” 到膜这里就断了，水无法穿过膜，没法继续往上爬到上部石谷子填料。
