試樣的裂隙發(fā)育過程與環(huán)境溫度密切相關，此外，氣—液界面張力（表面張力）因素也會對裂隙發(fā)育有制約作用。從細觀角度來看，土樣基質吸力是導致裂隙產生、發(fā)育的重要因素之一，初始試樣表層土體隨著蒸發(fā)的開始，從飽和狀態(tài)變?yōu)榉秋柡蜖顟B(tài)，從而產生基質吸力，并在表層土體中形成張力應力。當土壤顆粒間的張拉應力高于土壤顆粒間的抗拉強度時，就會有裂隙出現(xiàn)。土體裂隙產生、發(fā)育是一種基質吸力的內力作用結果，是一種張拉應力破壞的形式。在干濕循環(huán)條件下，基質吸力隨干濕循環(huán)而產生周期性變化，從而導致土體張拉應力等產生周期性變化，促進了裂隙發(fā)育。因此，基質吸力是制約裂隙產生和發(fā)育的關鍵力學參數(shù)。而表面張力和基質吸力之間的關系滿足毛細定理：

式中，（ua-uw）為基質吸力，Pa；Ts為水—氣分界面的表面張力，N m-1；Rs為曲率半徑，m；α為接觸角，°。

圖1基底表面三種液滴的幾何形態(tài)

由上式可以看出，基質吸力的大小與表面張力、接觸角和曲率半徑有關。其中，基質吸力的大小與表面張力成正比，與彎液面曲率半徑成反比。因此，表面張力和曲率半徑的變化均會導致基質吸力的改變。在環(huán)境溫度為25℃時，通過JC2000型接觸角測量儀對三種試樣的孔隙液體進行接觸角測量。得到三種不同表面張力液滴的幾何形態(tài)圖如圖1所示，測量可得純水、酒精溶液和肥皂水對應的接觸角分別為85°、65°和42°，而在25℃環(huán)境下，純水、20%酒精溶液、2 g L-1肥皂水的表面張力系數(shù)分別為:7.1×10-2N m-1、4.1×10-2N m-1、2.9×10-2N m-1。表面張力是決定彎液面形狀的主要因素之一，會影響曲率半徑和接觸角的大小。很顯然，表面張力大的液體接觸角變大，曲率半徑變小。圖1中水滴表面張力大于酒精溶液，但形成的彎液面半徑卻要小于酒精溶液，同樣的，酒精溶液形成的彎液面半徑又小于肥皂水。曲率半徑越小，土體中的基質吸力越大?？紫端砻鎻埩澮好娴那拾霃疆a生改變從而對基質吸力產生影響，最終影響土壤的收縮開裂。

由式2可以得到不同接觸角下基質吸力隨表面張力變化的曲線以及不同接觸角下基質吸力隨曲率半徑變化的曲線（圖2）。從圖2可知，當表面張力變化時，接觸角為85°、65°和42°的基質吸力變化幅度分別為0.009 Pa、0.014 Pa和0.016 Pa，顯然表面張力變化幅度很大，基質吸力變化很小。從圖2也可看出，在25℃時，三種不同表面張力液體對應的基質吸力大小順序為：純水＞酒精溶液＞肥皂水。圖2可以明顯看出，當曲率半徑變化時，雖然曲率半徑僅從0.01 m到0.001 m一個量級的變化，但基質吸力變化幅度大約為20 Pa，影響遠較表面張力帶來的基質吸力變化大?？傻玫浇Y論：表面張力的變化間接影響基質吸力產生改變，首先，表面張力影響了彎液面的曲率半徑，繼而影響基質吸力，最終對土壤的收縮開裂造成了影響。

事實上，溫度越高，表面張力越小，但表面張力Ts隨溫度變化幅度很小。就純水而言，溫度從25℃增加至60℃時，表面張力從72 mN m-1變化為65 mN m-1，變化甚微。因此，基質吸力大小主要取決于曲率半徑Rs，表面張力越大，曲率半徑越小，基質吸力越大。從圖2可知，三種液體曲率半徑Rs大小為：純水＞酒精溶液＜肥皂水，基質吸力（ua-uw）和裂隙度δ的大小順序則相反為：純水＞酒精溶液＞肥皂水。

圖2基質吸力隨表面張力和曲率半徑的變化曲線