SWCC是什么，新的手機(jī)牌子，2億像素？

不！SWCC可不是小米CC 9那樣的手機(jī)牌子，其全稱為the Soil Water Characteristic Curve，即土壤水分特征曲線（土水特征曲線），是用于描述非飽和土含水量和土吸力之間本構(gòu)關(guān)系的函數(shù)曲線，其最早由土壤物理學(xué)家Edgar Buckingham畫出。在1907年，其畫出了六種土質(zhì)結(jié)構(gòu)各不相同的六種土壤的土水特征曲線，這些土的分類涵蓋了砂土和粘土。目前，由于土水特征曲線能夠反映非飽和土的滲透性和抗剪強(qiáng)度等特性，其被巖土工程界視作是非飽和土的基本性質(zhì)。（回想在土力學(xué)中，我們在學(xué)完滲透性之后是不是就慢慢開始學(xué)土體強(qiáng)度特性了？當(dāng)時我們把土體的兩個性質(zhì)分開學(xué)，而現(xiàn)在只要測出一條曲線，就能既把土體的滲透性和強(qiáng)度都通過數(shù)學(xué)模型推導(dǎo)出來，是不是很省事情？）

上幾個圖

IDC：初始脫濕曲線，經(jīng)充分飽和的土壤，在脫水（或稱脫濕，Drying）的過程中，測得的土壤水分特征曲線。脫濕過程中土壤含水率減小，土壤基質(zhì)勢增大；

MWC：主吸濕曲線，在試樣達(dá)到相當(dāng)大的吸力（在此吸力下，土壤含水率不因吸力的增加而有明顯的變化，一般稱該吸力下的土壤含水率為殘留含水率）后，重新吸水（吸濕，Watering）所得的曲線；

MDC：主脫濕曲線，從飽和狀態(tài)再次脫濕得到的土水特征曲線；

PWSC（PDSC）：初始脫（吸）濕曲線，土壤在主脫（吸）濕過程中某一時刻（A或C點）改變運(yùn)動軌跡，得到的新曲線。在B或D點改變狀態(tài)得到的曲線則為第二次脫（吸）濕曲線，以此類推。

進(jìn)氣值（air entry value）：指引起土體內(nèi)部最大孔隙中產(chǎn)生減飽和（“進(jìn)氣”）所必須的水、氣壓力差。當(dāng)吸力達(dá)到了進(jìn)氣值后，含水量就會隨著吸力的增加而大幅度下降，意味著土中孔隙開始發(fā)生進(jìn)氣。

從上面兩張圖中可以看出，一般的土水特征曲線基本上都是S形（sigmoidal）單峰（unimodal）曲線，當(dāng)然，也有呈現(xiàn)為雙峰（bimodal）曲線的SWCC，如下圖：

有的小伙伴可能發(fā)現(xiàn)，前兩幅圖中，曲線的橫縱坐標(biāo)都不一樣，但其實表達(dá)的是同一個意思，我們可以將土水特征曲線中出現(xiàn)的飽和度、含水量、含水率、質(zhì)量含水率、體積含水率等視為同一類因素（反映土壤中水含量的情況），而將基質(zhì)勢、基質(zhì)吸力、吸力等視為另一類因素（反映土壤的持水能力）。

另外，前兩幅圖都表現(xiàn)了土水特征曲線描述的并不是自變量與因變量之間的單值函數(shù)關(guān)系：土壤在吸濕和脫濕兩個階段下，即使在同一含水率下，土體的吸力都是不相同的，對一般的土水特征曲線而言，在一個特定的含水量下，脫濕（干燥）過程的吸力值要高于吸濕階段的吸力，這種現(xiàn)象被稱為滯后現(xiàn)象。

土水特征曲線的滯后作用在任何質(zhì)地的土中都存在，但影響的程度不同，土質(zhì)越輕，滯后的影響越大。目前學(xué)界分析滯后現(xiàn)象產(chǎn)生的原因主要有三個：①土中孔隙尺寸大小的差異，大孔隙較易進(jìn)水和脫水，小孔隙則反之，因此脫水過程中小孔隙內(nèi)殘留的水使含水量要高于吸水時的含水量；②在不同大小的孔隙與相互連通的孔隙喉道之間的尺寸差別（即“瓶頸效應(yīng)”）， 也會導(dǎo)致脫水時含水量高、吸水時含水量低的結(jié)果；③另外脫水與吸水過程也決定著水—?dú)夥纸缑娼佑|角的大小，脫水時小、吸水時大，接觸角大小的不同就決定了水的滯留特性的不同，這種現(xiàn)象被稱為水珠效應(yīng)。

土水特征曲線還有更多能向大家講述的的內(nèi)容，如：怎樣測得SWCC，不同的測試方法有什么區(qū)別（用數(shù)碼評測的方式對比不同測試設(shè)備的優(yōu)缺點，對這點有興趣，且有意愿一同實現(xiàn)它的小伙伴歡迎私信我）；進(jìn)氣值到底是什么，它對工程有什么影響；如何建立模型對已有數(shù)據(jù)點進(jìn)行擬合，得到SWCC的擬合模型等等。

土水特征曲線反映的是土壤在不同含水量狀態(tài)下的持水能力大小，想要對這方面內(nèi)容有更多了解可以參考Fredlund所編著的《非飽和土力學(xué)（Soil Mechanics for Unsaturated Soils）》或盧寧（Ning Lu）等編著的《非飽和土力學(xué)（Unsaturated Soil Mechanics）》，二者在非飽和土力學(xué)界均為大牛，亦可參考一些農(nóng)業(yè)方面關(guān)于SWCC曲線的研究，畢竟，其起源于農(nóng)業(yè)界關(guān)于土壤的研究。

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#小劇場#

學(xué)了非飽和土力學(xué)之后，小冰本想趁著寒假的時間留在學(xué)校完整測一遍SWCC，忙活了大半個月，卻發(fā)現(xiàn)大半個月，才剛剛把試樣裝好，農(nóng)歷新年降至，小冰準(zhǔn)備回家，用滴滴打了一輛車，回家路上與曉楠抱怨試驗周期太長了。掛斷電話之后，一旁的司機(jī)師傅開始了一如既往的問候環(huán)節(jié)：“同學(xué)你是哪個大學(xué)的??？”

“我是中南鐵道學(xué)院的?！?/span>

“鐵道學(xué)院的啊，是個二本院校吧，畢了業(yè)工作不好找??！小同學(xué)要努力學(xué)習(xí)，爭取讀研讀博，不要怕吃苦。還有就是不要成天迷那些手機(jī)啊，電腦啊。我看你現(xiàn)在這個手機(jī)就挺好的嘛，干嘛要去換個什么CC，那個牌子我知道，不就有1億像素嗎，平時掃個二維碼我估摸著也不用那么高的像素吧?！?/span>

小冰：“emmmm。。。師傅新春快樂！”

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#大神課堂#

Fredlund親自教你土水特征曲線

https://www.issmge.org/education/recorded-webinars/the-soil-water-characteristic-curve-swcc

#還有兩句#

開頭那是騙你們的，SWCC并沒有那么好測。

關(guān)注這個up主，一起來學(xué)土力學(xué)。