La teneur en eau non gelée du sol gelé affecte le cycle de gel-dégel, cycle hydrologique, échanges d'eau et d'énergie entre la terre et l'air, croissance de la végétation et résistance structurelle du sol dans les régions froides. Actuellement, les explications théoriques de la présence d'eau non gelée incluent l'action de capillarité, effet de surface, forces d'adsorption et la double couche électrique.

Cependant, en plus de la capillarité, peu d'études ont discuté de la contribution d'autres fonctions à la formation d'eau non gelée dans un sol gelé, ainsi que les différences et relations entre ces fonctions, qui affecte directement la modélisation physique et le calcul de la teneur en eau dégelée, et restreint indirectement l'application du modèle d'eau non gelée dans les domaines du climat, hydrologie, écologie et ingénierie.

Récemment, une équipe de recherche dirigée par le professeur Gao Xiaoqing du Northwest Institute of Eco-Environment and Resources (NIEER) de l'Académie chinoise des sciences (CAS), en collaboration avec des chercheurs de l'Institut de Physique Atmosphérique du CAS, établi un modèle théorique basé sur la structure électrique à double couche, pour calculer la teneur en eau non gelée du sol gelé et explorer le contrôle sur une courbe caractéristique de gel du sol.

Dans cette étude, les chercheurs ont supposé que l'eau non gelée résiduelle à très basse température était contenue dans la solution de la couche d'adsorption et que l'eau non gelée restante sous l'influence des effets de surface était la solution cationique dans la couche diffuse.

La similitude de la structure mathématique sous-jacente des modèles théoriques et paramétriques dérivés aux modèles semi-empiriques actuels suggère en outre que les effets de surface de l'argile sont les principales causes de l'eau non gelée dans le sol gelé.

"Notre modèle théorique de teneur en eau non gelée illustre la relation entre les quantités physiques microscopiques et les propriétés mécaniques macroscopiques des sols gelés." a déclaré le professeur Gao, "Toutefois, certaines approximations et hypothèses nécessaires pour dériver le modèle ne sont pas vraiment représentatives du sol gelé réel, nous espérons donc résoudre ces problèmes dans des études futures. »

Cette étude a été publiée le Recherche sur les ressources en eau , intitulé "Modélisation de la teneur en eau non gelée du sol gelé en fonction des effets d'absorption des surfaces argileuses".