多余的水如何使土壤压实更加困难？

我理解水含量如何通过在土壤颗粒之间形成润滑剂来帮助压实，这有助于它们滑动到位。但我真的不明白它是如何在超过最佳含水量后开始产生负面影响，但不会超过零空隙线。

超过一定程度的饱和度，水的体积模量开始发挥重要作用。由于水在中等压力下几乎不可压缩，当我们试图压缩水时，孔隙压力迅速增加并与外部施加的力平衡。这使得在受限条件下难以压实完全饱和的土壤和部分饱和的含水量大的土壤。

对于给定的压实能量，这是体积问题。请记住，我们正在使用给定体积（比如1立方米）的干燥颗粒（固体），水和空气，因此：

Compacted soil = dry particles + water + air

干燥的颗粒，例如沙子（无粘性的土壤），在烘干的情况下，可以被压缩形成颗粒骨架，其中包含颗粒之间空隙内的空气 - 但空气没有质量（重量）。我们可以获得的密度将取决于颗粒的分级和形状，以及它们在压实力下的对齐紧密程度。

现在我们在干燥的颗粒混合物中加水并压实它。水具有质量（与空气相比）。因此，我们可以逐渐用水填充这个干燥空气空隙结构 - 取代空气 - 并且混合物的总密度将增加。

但是如果我们过多地增加水含量，它将开始在给定的总体积内置换土壤颗粒。因此，较小密度的组分，水，现在将是混合物的更大比例。这将导致混合物密度总体降低。

这就是为什么有最佳的水分含量。对于给定的压实努力，将存在最佳水分含量，超过该水分含量，密度开始下降，因为土壤颗粒被较低密度的组分水置换。

对于粘土，这些相同的一般概念将适用，但还有其他因素在起作用，例如粘土的类型及其对水分的亲和力，血小板结构的排列和其他特征。

一般而言，即使在最佳水分含量下，压实土壤结构内也会有空气。较高的压实能量将消除更多的空气，例如改进的proctor测试产生比标准的proctor测试更高的密度，但在任何情况下仍然会有一小部分空气。