关于冻融时水分迁移介绍

[拼音]：dongrong shi shuifen qianyi

[外文]：moisture migration during freezing and thawing

冻融时土中水由势能高处向势能低处转移的现象。土冻结时，在一定条件下会发生未冻水分向冻结面转移的现象，称为正冻土水分迁移。解释正冻土水分迁移的理论很多，目前得到较普遍承认的是薄膜水迁移假说。

土和水相互作用形成结合水，即薄膜水，在土粒周围则成水化膜。由于土粒间的距离很小，甚至互相接触，所以相邻两个土粒的水化膜就汇合形成公共水化膜。设在公共水化膜中有一个水分子c(见图)，它受到土粒a和b的引力，在一般情况下这两个引力是平衡的。当土体上部发生冻结时，由于形成冰晶，就从靠近冻结面的颗粒的水化膜中夺走一部分水，使水膜变薄。这时水分子c离开土粒a的距离小于它离开土粒b的距离，a对水分子c的引力就大于b对水分子c的引力，因此水分子 c向上，即向土粒a的方向移动。由于这一原因，厚膜中的水分子总要向薄膜移动，一直继续到相邻两个水化膜的厚度相等为止。在冻结过程中，增长着的冰晶不断地从邻近的水化膜中夺走水分，使该处的水化膜减薄，而相邻的厚膜中的水分又不断地向薄膜补充。这样依次传递，就形成了冻结时未冻部分土中的水分向冻结面迁移的现象，迁移的水流在冻结锋后一个不大的距离处冻结。生长的冰晶体能推开土粒而聚冰，形成冰夹层，这一作用称为分凝成冰作用。分凝成冰面和冻结面之间的冻土称为冻结缘。

在冻土中，未冻水也能在温度梯度作用下发生迁移。根据同样的道理，在正融土中，融化部分土体中的水分也会在温度梯度作用下向冻土部分迁移。此外，冻土中的水还能以气相的形式进行迁移。