在土壤水蒸發過程中，水的汽化僅發生在液-汽界面上而非表觀土壤表面。氣-液界面的演化在蒸發過程中占有主導性作用，深入研究不同飽和度下的界面特性，對于充分了解土壤水分蒸發的關鍵機制是十分必要和關鍵的。

　　武漢巖土所董毅研究員，長期致力于包括非飽和土測試技術與理論在內的多相巖土介質力學與工程方面的研究。針對非飽和土的界面蒸發微尺度特征，通過X射線顯微斷層掃描方法掃描玻璃珠樣品，研究土壤水分蒸發中的幾何和拓撲特征。拓撲分析表明，液相和氣相呈現互補的連通性，該行為由歸一化的歐拉特征數量化，并提取每種典型界面簇，其局部平均曲率分布定量地描述了界面幾何形狀和形態以及干燥過程的復雜過程，樣品的總體平均曲率演變分離了負曲率分量，證實了孔隙水蒸發過程中毛細管壓力的增加。蒸發過程中氣-液界面的幾何和拓撲特性對進一步研究液體相變、確定土壤的真實界面蒸發率奠定了理論基礎。  

　　相關研究成果得到國家自然科學基金項目NSFC-51779254的資助，發表于巖土工程權威期刊Water Resources Research，論文題目“Characterization of Liquid-Vapor Interfaces in Pores during Evaporation”。  

　　論文鏈接：https://doi.org/10.1029/2021WR031908  

圖1 以歐拉特征數量化液相連通性，液相和氣相呈現互補的連通性  

圖2 典型氣-液界面特征及相應的平均曲率分布  

圖3 試樣整體氣-液界面平均曲率和毛細壓力隨飽和度的演化特征