粒度和溶液浸出对离子吸附稀土保水性的影响

摘要

土-水特征曲线反映了非饱和土体的保水特性。粒径和矿物组成对土壤保水行为有显著影响。摘要为了探讨粒径和溶液浸出对离子吸附稀土保水行为的影响，采用压片仪对不同粒径的样品进行了溶液浸出前后的土-水特性测试。分析了湿润和干燥过程中的土-水特征曲线。通过Fredlund&Xing 3参数模型、Fredlund&Xing 4参数模型和Van Genuchten模型对试验数据进行拟合分析，探讨不同模型下土壤-水特征参数的变化规律。研究了稀土粒子粒度和溶液浸出对离子吸附稀土保水性的影响及其作用机理。结果表明:在相同基质吸力条件下，土壤含水量随着粗粒粒径和粗粒含量的增加而逐渐减小，从而使土壤的保水能力降低。在相同的体积含水量下，基质吸力与颗粒大小成反比。在干燥和润湿过程中，随着粗颗粒粒径和含量的增加，变化幅度逐渐减小。在相同基质吸力下，溶液淋滤后的土壤含水量小于溶液淋滤前，说明溶液淋滤降低了土壤的保水能力。 This is mainly because thickness of the double diffuse layer and pore water pressure are increased as a response to the ion exchange, thus decreasing matric suction.

1.介绍

稀土粘附到粘土矿物为水合阳离子或羧基水合阳离子，这就是所谓的离子吸收稀土[1,2]。离子吸附稀土主要分布在七个省份和地区，在中国南方。它是由全世界的关注，它被评为了“新材料母亲”和战略资源“工业黄金”。目前，离子吸附稀土主要由浸开采。在浸出采矿，盐浸出剂溶液通过注入井注入到粘土矿，从而引发在浸出溶液中并吸附在粘土稀土离子的铵离子之间的化学置换反应。在矿体稀土渗滤液浸润，然后在山脚通过通道收敛用于收集液体，纯化，并存放于湿法冶金厂，最后恢复资源[3.,4]。原地浸出如图所示1。离子吸附稀土的保水特性可以反映原位浸出过程中土壤孔隙的吸水困难，预测矿体的穿透性。它们对提高稀土的浸出率至关重要[5]。离子吸附稀土的矿物浸出过程中，粘土矿物上吸附的水化阳离子发生了变化，矿土中存在颗粒迁移现象。这些变化均对土壤保水特性有显著影响。研究粒度和溶液浸出对离子吸附稀土的影响，有助于分析离子吸附稀土在不同矿区的渗透特性，为原位浸出注液井网的参数设计提供理论参考。

土 - 水特征曲线（SWCC）是土壤含水量和吸力在土壤之间的关系曲线，它是反映非饱和土壤的保水能力的一个重要指标[6]。在SWCC土壤水分含量可以大量水分或体积含水量或饱和度。吸能基质吸力或总吸力。作为解释的非饱和土现象基本本构关系，SWCC是许多因素敏感。许多学者都进行了大量的研究。黑色 [7]，Tao等人[8，以及Niu等人[9讨论了矿物组分对SWCC的影响。赵等人[10]，Rajkai等。[11，以及Chen和Nchimura [12分析了粒径对SWCC的影响。Miller等人[13和Wang等人。[14]分析了含水量对SWCC的影响。Zhou等[15，生和周[16讨论了干密度对SWCC的影响。Miao等人[17]和龚等人[18分析了密度和压缩对SWCC的影响。Vanapalli等[19]，查尔斯和庞[20， Wang等[21研究了应力历史和应力水平对SWCC的影响。Salager等人[22和Wang等人。[23[]考虑了温度对SWCC的影响。综上所述，SWCC的影响因素主要包括内部因素(如矿物组成、土壤粒度和级配、初始含水量、初始干密度、压缩性和结构)和外部因素(如土壤的应力历史、应力状态、温度和干湿循环)。根据离子吸附稀土的特点，在原位浸出过程中，黏土矿物上的水化阳离子发生了变化。目前，关于溶液浸出对离子吸附稀土保水行为影响的研究较少。特别是对不同粒径稀土溶液浸出后的保水行为变化规律的研究较少。本研究从江西南祖东稀土矿中采集稀土样品。通过粒径筛选和室内溶液浸出，用压盘仪测定了不同粒径条件下的稀土样品和溶液浸出前后的土-水特性。采用Fredlund&Xing 3参数模型、Fredlund&Xing 4参数模型和Van Genuchten模型对SWCC曲线进行拟合。验证了不同模型土-水特征参数的变化规律。讨论了颗粒尺寸和溶液浸出对离子吸附稀土保水性的影响，揭示了相关的影响机理。

2.试验材料和方法

2.1。测试材料

Rare earth samples in this experiment were collected in the depth of 0.5~1 m from the Nanzudong Rare Earth Ore in Jiangxi Province (Figure2)。样品的基本物理指标列于表1。离子吸附稀土的粒径分布曲线如图所示3.。根据土的分类标准，稀土样品为粉砂质粘土。

2.2。实验装置，方案和原理

在该实验中，一个地理专家应激相关涂布土 - 水特征曲线压力板装置（图4)。它主要由压力板仪，垂直装载系统，压力控制系统，和水体积测量系统。

为研究粒径和溶液浸出对离子吸附稀土SWCC的影响，采用标准圆孔筛对稀土样品进行筛选，得到不同粒径的样品和未扰动土壤粒径分布(小于0.5 mm的颗粒占土壤总颗粒的48.22%)。颗粒大于0.5 mm的试样与砂土一样，附着力较差，与采集土的工程性质有显著差异。因此，本研究忽略颗粒大于0.5 mm的试样。按照稀土行业标准基于离子吸附原状稀土矿化学分析技术的全离子相稀土试验(XB/T619-2015), the control group of rare earth was put in the ammonium sulfate solution (20 g/L), followed by solution leaching, static deposition, and drying. The experimental design is shown in Table2。稀土样品用a进行了重铸 圆筒，含水量和干密度控制在15%，1.3~1.5 g/cm^3.。采集筛选干燥后的稀土，按照预先设定的干密度和含水量制备试样。然后将制备好的试样装入切割环中并压实。然后用真空饱和装置对制备好的样品进行24小时的真空饱和处理(图)5)，然后进行实验。在0,10 kPa、20 kPa、50 kPa、100 kPa、150 kPa、200 kPa、300 kPa、400 kPa、480 kPa条件下进行干燥试验。在干燥试验结束后进行润湿试验，将基质吸力逐级降低至0。水分会逐渐回流到土壤中，达到水分平衡后再读取数据。单级基质吸力下样品的平衡标准参照Pham的建议[24]。当24小时排水量小于0.1 mL时，基质吸力达到平衡状态。

地质专家压盘仪的高进气陶瓷板具有许多均匀的微孔。当陶瓷板饱和时，形成一层收缩膜，连接许多小孔。收缩膜产生的表面张力阻碍空气通过陶瓷板。之后，陶瓷板中的饱和水驱动了土壤孔隙水与同一测量系统中的水的收敛。这样，陶瓷板的高进口空气作为膜，防止空气进入，确保水的进口。陶瓷板上表面承受空气压力( )下层承受孔隙水压力( )。上表面和下表面之间的压力差（ )为稀土样品的基质吸力。在实验中，人们认为 当水量测量管中的水保持恒定时。在这种情况下,等于吸力。在这一刻，和在管水的体积的变化（ )被记录下来。

稀土样品的初始饱和质量含水量为 哪里为饱和质量含水量。为抽真空饱和和试样饱和后切割环的总质量。是干燥的样品的实验后的质量。为切割环的质量。

在该实验中，吸力的每个电平下的样品的质量的水​​含量从在管水体积的变化在吸力的每个等级的平衡计算： 哪里是对应于吸力的电平的质量的水​​含量。为基质吸力平衡时管内水量的变化。是水的密度。

下不同基质吸力样品的体积的水含量为 哪里体积的含水量是多少是土壤的干密度。

3.SWCC模型与分析

3.1。SWCC型号

为研究非饱和土的饱和混凝土，提出了丰富的计算模型。常见的经典模型有Fredlund&Xing 3参数模型、Fredlund&Xing 4参数模型、Van Genuchten模型。

Fredlund&Xing 3参数模型的表达式[25)是 哪里为土体体积含水量。为饱和含水量。为土体的基质吸力。 , ,和是模型的三个优化参数。参数与进气口相关的。是一个与干燥速率有关的参数，它控制着混凝土的坡度。是一个与剩余水分有关的参数，与曲线的整体对称性有关。这个模型认为有一个小的 。为了简化模型，假设 。

Fredlund&Xing 4参数模型的表达式[26)是 哪里 , , ,和为模型的四个优化参数。的参数 , ,和与式(4)。is the residual water content, and it is not reached in the experiment due to the limited inlet pressure of ceramic plate (the 5 bar ceramic plate in this experiment). Hence,通过数据拟合得到。

Van Genuchten模型的表达式[27)是 哪里为土体体积含水量。是饱和水率。为残余含水率。为土体的基质吸力。 , , ,和为模型的四个优化参数。一般来说，人们都认为

典型的非饱和SWCC(图6)由三个阶段组成，即边界效应区、过渡阶段区和剩余阶段区。边界效应区是SWCC的氏族阶段，该阶段土壤孔隙全部被水填满，土壤颗粒与水相连接。土壤含水量与饱和含水率接近，土壤性质与饱和土壤相似。进气量是指土壤孔隙开始产生气泡时的基质吸力。换句话说，当基质吸力增大到空气进口值时，空气开始进入土体。该进气量为边界效应区的下边界。在非饱和土的过渡阶段，土壤含水量随基质吸力的增加而迅速下降，在半对数坐标上土壤含水量近似为一条直线。SWCC的切向斜率代表了干燥速率，反映了土体的保水能力。在这一阶段，液相和气相处于双重连接状态，土体性质复杂。在实际工程中，非饱和土大多处于过渡阶段。 The residual water content ( )是残余阶段的上边界。当水含量降低至残留水含量，在土壤气孔连接和孔隙水只驻留在小孔隙。它具有提高到显著高吸力来支持不断降低含水量。残余阶段区是SWCC的第二非犹太人阶段。在这个阶段，基质吸力可能影响非饱和土的工程性质非常轻微。

3.2。SWCC及特性参数分析

SWCCs是由Fredlund＆性3参数模型中，Fredlund＆性4参数模型，并求算Van Genuchten模型拟合。干燥曲线的拟合参数列于表3.和嵌合水分吸附曲线的参数显示在表4。根据拟合结果，确定系数( )的配合0.981〜0.999之间的干燥曲线和水吸附曲线范围的参数，表明所有三种模型可以适合SWCC很好。总之，在Fredlund和兴3个参数模型，以达到最佳的配合精度，其次是Fredlund＆邢4参数模型，并求算Van Genuchten模型先后。虽然Fredlund＆性3参数模型具有较高的精确度，故不能直接估计残余水含量。与此相反，Fredlund＆性4参数模型和求算Van Genuchten模型可以估算残余水含量。

干燥曲线变化规律见表3.。干燥曲线的变化规律 :在拟合Fredlund&Xing 3参数模型和Fredlund&Xing 4参数模型时随粒径的增大而减小。的值除了溶液后S1和L1增加所有样品的与前浸出比较。参数在Van Genuchten模型中给出了相反的变化规律。的价值随粒径的增大而增大。的值溶液浸出前后相似。

干燥曲线的变化规律 :的价值Fredlund&Xing 3参数模型和Fredlund&Xing 4参数模型中，Fredlund&Xing 4参数模型随粒径的增大而逐渐增大。的价值后浸出率低于前浸出率。的变化与Van Genuchten模型相反随着粒径的增大，值为逐渐减小。的值除S1和L1外，所有样品在溶液浸出后均较浸出前升高。

干燥曲线的变化规律 :参数呈现相对一致的变化规律在Fredlund和兴3个参数模型中，Fredlund和兴4参数模型，并求算Van Genuchten模型。它是负相关的颗粒大小有关。的价值溶液浸出量大于溶液浸出量。

干燥曲线的变化规律 :该参数不参与Fredlund和兴3参数模型，但它是在Fredlund＆邢4参数模型中。参数Fredlund&Xing 3参数模型和Van Genuchten模型表现出相对相同的变化规律。与粒径呈负相关。此外，价值之后的浸出量比之前小。

从表格中可以看出4变化规律和水分吸附曲线与干燥曲线相似，在本研究中不再详细说明。参数在润湿曲线上与粒径呈负相关，但参数变化不大，与干燥曲线有所不同。

在3参数模型和4参数模型中，采用拟合精度最高、参数较少的Fredlund&Xing 3参数模型对SWCC进行图形分析(图)7)。可以看出，在干燥过程中，随着基质吸力的增大，不同试样的体积含水量逐渐减小。在润湿过程中，随着基质吸力的减小，土样的体积含水量逐渐增大。土壤样品在干燥后进行润湿，但不能完全恢复到原来的含水量。相反，存在一定的滞后效应，一般可以用“毛细管模型”和“接触角滞后效应”来解释。换句话说，在相同的吸力条件下，蒸发或排出干燥过程中土体中水分的赋存比入渗湿润过程中要高，毛细增大。经分析可知，在干燥过程中，土样的结构、孔径分布、接触角等都发生了变化，导致在湿润过程中，土样的含水量无法恢复到原来的水平。

4.分析水保留行为的影响因素分析

4.1。水保留行为粒度的影响

本研究选用稀土样品，粒径分别为<0.075 mm、0.075 mm~0.25 mm、0.25 mm~0.5 mm和原状土级配(粒径小于0.5 mm占48.22%)。不同粒径稀土试样在溶液浸出前后的干燥润湿曲线如图所示8和9。显然，SWCC当粒径较小时向上移动。给定相同的吸力，具有较小颗粒尺寸和微粒的更高含量较高，从而拥有更高的保水能力的稀土样品的水含量。这些样品的水分含量的变化规律是在干燥和湿润过程是一致的。随着粒径和细颗粒含量减少的增加，含水量逐渐减少和保水能力相应地降低。它是由分析发现，随着粒度的增加，孔径也相应地增加，但空气入口和残余水含量下降，因此导致的保水能力的降低。It is easy to discover that water content decreases gradually when the matric suction increases from 0 to 200 kPa and the moisture content decreases slowly when the matric suction increases from 200 kPa to 480 kPa. The change amplitude of water content tends to be gentle. When the volume water content is fixed, there is a significant difference in matric suction among samples with different particle sizes. This difference is manifested by the inversely proportional relationship between matric suction and particle size.

Variation of water content of different samples when matric suction increases from 0 kPa to 480 kPa is shown in Figure10。从图中可以看出10离子吸附稀土中粗颗粒含量随粒径的增大而增大，含水量的变化逐渐减小。在溶液浸出前，试样的干燥曲线和润湿曲线上含水量的变化幅度 高达46%和36%，而粒径在0.25 mm和0.5 mm之间的样品含水率的变化幅度分别为37%和24%。原状试样在干燥曲线和润湿曲线上的含水量略有变化(仅为27%和18%)，这与粗颗粒含量的增加和粒径范围的扩大有关。溶液浸出后，试样的干燥曲线和润湿曲线的含水量变化幅度分别为43%和35% ,对于粒径在0.25 mm至0.5 mm之间的样品，则为35%至22%。未扰动试样在溶液浸出后干燥曲线和润湿曲线上的含水量变化幅度仅为26%和15%，与溶液浸出前的变化幅度一致。综上所述，含水率的变化幅度随着粒径和粗颗粒含量的增加而逐渐减小。

4.2。粒径对保水性能的影响机理

根据原位浸出的工程背景，在浸出初期矿体的含水量较低。对于低含水量、高吸力值的非饱和土，吸力主要受较短范围吸附的影响，吸附受土壤颗粒表面性质的强控制。随着淋溶过程的不断进行，土壤含水量逐渐增加，土壤接近饱和状态。而非饱和土在高含水量时，孔隙水主要以毛细水的形式存在，毛细效应是影响其保水性的主要原因。毛细作用主要受土壤粒径和孔隙大小的影响。因此，在整个吸湿干燥过程中，土壤的保水行为主要受土壤颗粒微观结构的影响，如形态、粒径、孔隙特征、颗粒间关系等。

为了研究不同粒径土壤颗粒的表面性质对离子稀土保水性的影响，分别对三种不同粒径的土壤颗粒进行了保水性研究 ,0.075 mm-0.25 mm、0.25 mm-0.5 mm分别用扫描电子显微镜扫描拍照。由于矿质土的粒径较小，如果放大率太小，观测表面的颗粒形态就不全面。因此，PCAS系统[28]被选择来处理，并用5000倍的倍率分析典型SEM照片，如图11和微观结构信息的定量参数示于表5。

可以看出，土壤颗粒和孔隙单元多为面对面和边缘对面形成的密集结构，孔隙大小分布不均匀，颗粒和孔隙的结构分散程度较高。粒径小于0.075 mm的土壤颗粒表面具有较大的凹孔，孔隙发育明显，孔径较大，比表面积较大，可作为水入渗的通道和储存场所。0.075-0.25 mm和0.25-0.5 mm的土壤颗粒表面复杂，0.075-0.25 mm的土壤颗粒表面开孔孔小而多，能吸收并保持一定的水分。粒径为0.25-0.5 mm的土壤颗粒为块状团聚结构，排列紧密。表面孔隙直径小，孔隙穿越浅。分析表明，粒径越小，颗粒中开孔越大，自由水流和储存空间越大。因此可以推断，在土壤主要受短程粒间反应影响的情况下，离子稀土颗粒粒径越小，吸附的水分越多。

从表5，可以看出，当粒径小于0.075 mm、0.075-0.25 mm和0.25-0.5 mm时，土壤颗粒的表面孔隙率分别为37.57%、22.97%和10.15%。随着粒径的增大，土壤颗粒的孔隙度逐渐减小，这也与SEM图中土壤颗粒的形态和孔隙度一致。土壤的颗粒和孔隙结构具有不确定性和随机性，概率熵是反映土壤微结构单元有序性的指标。它的值在0和1之间。概率熵越大，颗粒和孔隙单元的排列越混乱，结构的秩序性越低。粒径小于0.075 mm、0.075-0.25 mm、0.25-0.5 mm的土壤颗粒的概率熵变化范围很小，在0.9887 ~ 0.9942之间，说明在这些粒径下，土壤样品的孔隙分布较为混乱，较低的规律性。平均形状系数是描述土壤颗粒形状和孔隙单元的指标参数。平均形状系数代表了整个区域土壤微观结构中颗粒和孔隙的几何形状。平均形状系数越小，颗粒和孔隙的形状越复杂、越窄，平均形状系数越大，形状越圆。不同粒径范围内土壤颗粒的平均形状系数差异不大，在0.4092 ~ 0.4518之间，说明离子稀土的孔隙形状多为窄而细的，形状非常复杂。 It can be seen that the porosity of particle surface is an effective parameter to analyze the short-range interparticle reactions.

当土壤含水量逐渐增加，孔隙水主要存在于毛细水的形式，和毛细效应起着主导作用。饱和容积含水量是负粒径相关。这是因为大粒径的稀土样品具有孔隙度小。与吸力的增加，变化的具有大粒径的稀土样品的体积含水量振幅逐渐减小。这是因为细孔径比是当粒径较大时相对较小。这使得粒子的接触越来越紧。根据杨 - 拉普拉斯方程 哪里是气相压力，(多的压力,为基质吸力，是水相的表面张力，和和是曲率的界面上两个主要的半径。

通过引入弯曲液体的平均半径曲率( ）方程(8）可以简化为

与粒径和孔径大小成正相关，而吸力是负这两个参数相关。粒径小，有利于提高土壤质量的保水能力。这种现象与离子吸附稀土的双孔隙结构密切相关。离子吸附稀土江西省南部主要是吸附在红土。在粘土矿物粘土颗粒通常簇成粉质级聚集体，而不是单独存在。这种聚集，或称“颗粒簇”是粘土的基本骨架。不同的粒子簇间打桩孔在红土大毛孔。打桩的孔隙体积约占总体积的1/2，并且在颗粒簇孔的体积占总体积的约1/4。其余的孔是连通孔隙。孔变形的产生与颗粒和结构连接的变形有密切关系。 Pore distribution of ion-absorbed rare earth has evident double peaks.

在离子吸附稀土的干燥过程中，由于吸力小，先干燥大孔隙。随着干燥过程的继续，一些干燥的气孔连接到一个排泄通道。在接下来的干燥过程中，水分首先从大孔中流出，形成由大孔组成的微观气流通道网络(图)12)。水在小孔隙中从不同方向对大孔隙形成的通道施加压力，形成相对稳定的局部平衡系统。这种局部平衡系统阻碍了小孔隙中的排泄。这就是所谓的“阻塞效应”。因此，粒径较大的稀土样品更容易通过大孔隙形成通道，“阻塞效应”显现得更早。含水率的变化曲线也较早趋于稳定。

4.3。溶液淋滤对土壤保水性的影响

不同稀土试样溶液浸出前后的SWCC见图13。溶液浸出前的干燥曲线和湿润曲线均高于溶液浸出后的干燥曲线和湿润曲线。饱和含水率在溶液浸出前为32%~55%，浸出后为30%~50%。溶液浸出前最低含水率为5%~9%，浸出后最低含水率为4%~7%。溶液浸出前的稀土试样比溶液浸出后的稀土试样具有更高的保水性。在相同基质吸力下，溶液浸出后稀土试样的体积含水量低于溶液浸出前，说明溶液浸出降低了土壤的保水能力。溶液浸出前后体积含水量的变化如图所示10。样品含水量变化幅度 是46％和溶液浸提，其被降低到43％，溶浸之后35％之前36％。样品含水量变化幅度particle size ranging 0.075~0.25 mm are 47% and 32% before solution leaching, which are decreased to 41% and 29% solution leaching. Variation amplitudes of water content of samples with particle size ranging 0.25 mm~0.5 mm are 38% and 25% before solution leaching, which are decreased to 35% and 22% after solution leaching. Variation amplitudes of water content of undisturbed sample are 27% and 18% before solution leaching, which are changed to 26% and 15% after solution leaching. In a word, moisture content of rare earth samples after solution leaching changes more slightly than that before solution leaching.

4.4。溶液浸出对保水行为的影响机理

粉质粘土具有粒径小、孔隙量大、含水量高的特点。粉质粘土的压缩特性和力学性能对含水量非常敏感。离子吸附稀土中的稀土离子以水合阳离子或羧基水合阳离子的形式附着在粘土上。根据现有数据和实验结果，稀土离子主要粘附在土壤细颗粒表面。稀土离子与粘土矿物的相互作用并不会通过改变或破坏矿物的晶格结构而改变粘土的物理力学性质。它们以黏附状态存在于粘土矿物中，通过改变双层扩散层的厚度，改变颗粒的黏附状态和黏附强度，从而影响土体的物理力学性质。

粘土颗粒只能悬浮在水中，不溶于水。粘土离子在水溶液中具有不同的电性质。在粘土的结构中，Si⁴⁺在SiO₂四面体层可以用铝代替³⁺和Al³⁺在氧化铝八面体层可以由二价离子如镁来代替²⁺和菲²⁺。由于这种置换，粘土颗粒表面带负电荷。一些阳离子，包括K⁺，娜⁺、钙²⁺,重新³⁺作为静电吸引的反应，粘在粘土表面上。这些阳离子实际上是水合阳离子。因此，粘土颗粒表面形成了与水合阳离子相对应的带负电荷的阳离子层(counterion layer)。这两层称为双电层(图)14)。双电层的厚度与孔隙水中离子的价数、离子浓度、温度和pH值有关。

在溶液浸出离子稀土，在抗衡离子层的离子和离子浓度的类型而变化。一些离子从自由溶液引入抗衡离子层进入，而一些离子从抗衡离子层，以游离溶液迁移。这种化学位移实际上是离子交换。在稀土开发基于原位浸出，在硫酸铵液体铵离子进入粘土矿物和替换稀土离子RE³⁺（抗衡离子层），其对粘土颗粒表面附着。这个过程在图中所示15。

由以上分析可知，双层扩散层的厚度与孔隙水中阳离子价数和离子浓度呈负相关。在溶液浸出过程中，高价稀土离子被低价铵离子所取代。因此，稀土和铝等金属离子³⁺被化学反应取代，离子浓度显著下降，导致双层扩散层增厚。根据水膜理论[29]中，具有双扩散层，孔隙水压力的厚度的增加（ )增大，基质吸力( )离子吸附稀土溶液浸出后，其保水能力下降。这与本实验的宏观保水行为一致。从吸附水机理来看，随着水膜厚度的增加，水合物从晶体层对颗粒的楔入力不断增大，导致体积膨胀。水膜占据了孔隙的体积，从而降低了孔隙的保水性。此外，颗粒之间的双层扩散层会加剧土体的变形，增强了土体颗粒骨架的变形抗力。从宏观上看，表现为土壤颗粒骨架难以压缩。根据毛细模型，土壤孔隙水较难粘附在土壤颗粒表面。在相同基质吸力下，溶液淋滤后土体含水量下降，说明溶液淋滤后土体的保水能力下降。

5。结论

(1)Fredlund&Xing 3参数模型、Fredlund&Xing 4参数模型和Van Genuchten模型可以很好地拟合离子吸收稀土的SWCC。拟合精度方面，Fredlund&Xing 3参数模型最好，Fredlund&Xing 4参数模型次之，Van Genuchten模型次之。但是Fredlund&Xing 3参数模型不能直接估计残余含水率，Fredlund&Xing 4参数模型可以直接估计残余含水率(2)在相同基质吸力下，粒径越小或细颗粒含量越高的稀土试样，其含水率越高，保水能力也越强。在体积含水量相同的情况下，基质吸力与颗粒大小成反比。由于孔隙尺寸随土壤颗粒尺寸的增大而增大，因此弯曲液体曲率的平均半径( )相应地增加，而基质吸力下降。随着粒径和粗颗粒的含量的增加，含水量变成在干燥越来越稳定和润湿的过程(3)在相同基质吸力下，溶液浸出后稀土样品的含水量较前有所下降，说明溶液浸出降低了土壤的保水能力。在干燥和润湿过程中，溶液浸出后的含水量变化均小于浸出前(4)根据水膜理论，由于溶液浸出，双扩散层厚度增大，孔隙水压力增大，基质吸力减小。因此，溶液淋滤后土体的保水能力降低。这可以合理解释溶液浸出对离子吸附稀土保水性的影响机理

数据可用性

用来支持这项研究的结果的测试数据包括在项目之内。读者可以得到数据支持从测试数据表中的研究成果论文。

的利益冲突

作者声明，他们没有利益冲突。

致谢

该研究由美国国家自然科学基金会(no。11902127)，国家大学生创新训练计划(编号:11902127)。201810407004)，江西省教育厅科技项目(编号:GJJ180457)。

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