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非饱和土入渗系数非饱和土是指土壤中含有空隙水和吸附水的土壤，其入渗系数是描述土壤对水分入渗能力的一个重要参数。
入渗系数可以衡量土壤的渗透能力，对于水文循环和水资源管理具有重要意义。
非饱和土入渗系数受到多种因素的影响，包括土壤类型、土壤含水量、土壤颗粒结构、土壤水分势等。
不同土壤类型的非饱和土入渗系数差异较大，比如粉砂土的入渗系数要大于黏土。
土壤含水量的增加会降低非饱和土的入渗系数，因为水分饱和后会填满土壤孔隙，减少水分向下渗透的空间。
土壤颗粒结构的紧密程度也会影响非饱和土的入渗系数，颗粒结构越紧密，入渗系数越小。
土壤水分势是描述土壤中水分吸引力的指标，水分势越大，非饱和土的入渗系数越小。
非饱和土入渗系数的测定方法有很多种，常用的方法包括压滤法、耐压沉降法、静态法和动态法等。
压滤法是利用土样在一定压力下脱水，通过测量排水速度来计算入渗系数。
耐压沉降法是将土样置于水槽中，在一定压力下进行浸泡，通过测量土样的沉降量来计算入渗系数。
静态法是将土样置于水槽中，通过测量土样上方和下方的水位变化来计算入渗系数。
动态法是将水以一定速率注入土样，通过测量注水量和土样上方水位变化来计算入渗系数。
非饱和土入渗系数的应用十分广泛。
在土壤保育和水资源管理方面，入渗系数的准确测定可以帮助我们了解土壤的水分保持能力，为合理利用和管理水资源提供依据。
在农业生产中，入渗系数的研究可以帮助我们合理安排灌溉和排水，提高土壤的水分利用效率。
在土壤污染治理中，入渗系数的研究可以帮助我们评估土壤中污染物的迁移和输送规律，为制定有效的污染治理策略提供依据。
非饱和土入渗系数还可以用于地质工程和环境工程中。
在地质工程中，入渗系数的研究可以帮助我们评估土壤的稳定性和工程建设过程中的水文效应。
在环境工程中，入渗系数的研究可以帮助我们评估土壤和地下水的相互作用，为地下水污染的防治提供依据。
非饱和土入渗系数是描述土壤对水分入渗能力的重要参数，其测定和研究具有广泛的应用价值。
第23卷 第22期岩石力学与工程学报 23(22)：3861～38652004年11月 Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering Nov .，20042004年3月10日收到初稿，2004年6月2日收到修改稿。
* 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学重点实验室开放基金(110205)资助项目。
作者 李永乐 简介：男，1957年生，博士，1982年毕业于中国地质大学(武汉)水文地质专业，现任教授，主要从事岩土工程、水文学及水资源、环境科学方面的研究工作。
E-mail ：lyl@ 。
非饱和土的渗透特性试验研究＊李永乐1，2 刘翠然1，2 刘海宁1，2 刘慧卿1，2(1中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学重点实验室 武汉 430071) (2华北水利水电学院 郑州 450008)摘要 由于非饱和土的复杂性和多变性，其渗透特性明显不同于饱和土，并且试验难度较大。
利用特制的非饱和土三轴仪对黄河大堤非饱和土的渗透特性进行了试验研究，为非饱和土渗透系数的直接测定奠定了基础。
根据试验结果，得出了黄河大堤非饱和土土体在不同含水量下的围压-渗透系数关系及其变化规律，以及不同围压条件下质量含水量-渗透系数关系及其变化规律，同时，对其关系曲线模型进行了拟合，得出了相应的拟合函数。
关键词 土力学，非饱和土，渗透特性，试验研究，拟合分类号 TU 411.4 文献标识码 A 文章编号 1000-6915(2004)22-3861-05TESTING STUDY ON PERMEABILITY CHARACTERISTICSOF UNSATURATED SOILLi Yongle 1，2，Liu Cuiran 1，2，Liu Haining 1，2，Liu Huiqing 1，2(1Key Laboratory of Rock and Soil Mechanics ，Institute of Rock and Soil Mechanics ，The Chinese Academy of Sciences ，Wuhan 430071 China )(2North China Institute of Water Conservancy and Hydroelectric Power ， Zhengzhou 450008 China )Abstract For complexity and diversity of unsaturated soil behaviors ，there lies a great difference in permeability characteristics between unsaturated soil and saturated soil. It is difficult to perform test of unsaturated soil because of many factors. With the special triaxial instrument of unsaturated soil ，the permeability characteristics of unsaturated soil of the dyke of Yellow River are tested and studied ，which sets up a basis for direct measuring the coefficient of hydraulic conductivity of unsaturated soil. According to the test results ，the relation and changing law between confining pressure and permeability coefficient in different water content ，and the relation and changing law of water content and permeability coefficient under different confining pressure are obtained. The relation curves are fitted to deduce correspondent fitting functions.Key words soil mechanics ，unsaturated soil ，permeability characteristics ，testing study ，fitting 1 概 述在工程实践中经常遇到多种特殊的土体，这些土体多处于非饱和状态，也就是其固体颗粒之间的孔隙不完全被液体充填。
非饱和土力学复习题非饱和土力学复习题非饱和土力学是土木工程中的一个重要分支，研究非饱和土的力学性质和行为。
它在地基工程、水资源工程和环境工程等领域中有着广泛的应用。
本文将通过一些复习题来回顾和巩固非饱和土力学的相关知识。
1. 什么是非饱和土？非饱和土是指土壤中含有一定水分但未达到饱和状态的土体。
它的水分含量介于饱和土和干燥土之间。
非饱和土中的水分既有毛细吸力作用，也有孔隙水压力作用，因此其力学性质与饱和土和干燥土有很大的差异。
2. 非饱和土的力学性质有哪些？非饱和土的力学性质主要包括强度特性、变形特性和渗透特性。
其中，强度特性包括抗剪强度和抗压强度；变形特性包括压缩性、膨胀性和剪切变形性；渗透特性包括渗透系数和渗透压力。
3. 非饱和土的强度特性如何描述？非饱和土的强度特性可以通过室内试验和现场试验来确定。
室内试验主要包括直剪试验和三轴压缩试验。
直剪试验可以得到非饱和土的剪切强度参数，如摩擦角和内摩擦角。
三轴压缩试验可以得到非饱和土的抗压强度参数，如有效内聚力和摩擦角。
4. 非饱和土的变形特性如何描述？非饱和土的变形特性可以通过室内试验和现场试验来确定。
室内试验主要包括压缩试验和膨胀试验。
压缩试验可以得到非饱和土的压缩指数和压缩模量。
膨胀试验可以得到非饱和土的膨胀指数和膨胀模量。
此外，还可以通过剪切试验来确定非饱和土的剪切变形性。
5. 非饱和土的渗透特性如何描述？非饱和土的渗透特性可以通过室内试验和现场试验来确定。
室内试验主要包括恒定流量试验和恒定水头试验。
恒定流量试验可以得到非饱和土的渗透系数。
恒定水头试验可以得到非饱和土的渗透压力。
6. 非饱和土的力学性质与饱和土和干燥土有何不同？非饱和土的力学性质与饱和土和干燥土有很大的差异。
首先，非饱和土的强度特性受到毛细吸力和孔隙水压力的共同作用。
其次，非饱和土的变形特性受到水分含量的影响较大。
最后，非饱和土的渗透特性受到毛细吸力和孔隙水压力的影响。
7. 如何评价非饱和土的稳定性？评价非饱和土的稳定性主要考虑其抗剪强度和抗压强度。
非饱和土力学
非饱和土力学是土力学的一个分支，研究非饱和土的力学行为。
非饱和土是指土壤中含有水分但不完全饱和的情况下的土体。
非饱和土力学主要研究以下几个方面：
1. 非饱和土的力学性质：非饱和土的力学性质与饱和土有很大的区别，主要包括非饱和土的抗剪强度、成因压缩性、抗渗性等。
2. 非饱和土的水力性质：非饱和土中既含有水分又含有气体，因此非饱和土的水力性质与饱和土也有很大的差别，主要包括非饱和土的孔隙水压力、毛细力、渗透系数等。
3. 非饱和土的力学行为：非饱和土在不同水分状态下的力学行为与饱和土有很大的差异，包括非饱和土的应力分布、变形特性、剪切强度等。
非饱和土力学研究的重要性在于它对于工程实践的影响。
非饱和土的存在在许多工程问题中具有重要作用，如岩土工程、土木工程、环境工程等。
因此，准确理解非饱和土的力学行为对于工程设计和工程施工至关重要。
非饱和土的渗透系数
孙大松;刘鹏;夏小和;王建华
【期刊名称】《水利学报》
【年(卷),期】2004(000)003
【摘要】非饱和土的渗透系数是分析水分和物质迁移的重要参数,直接测量非饱和土渗透系数的代价较高,且直接测量的精度较差,因此间接估算非饱和土渗透系数成为很好的选择.分形理论适合用来描述多孔介质的结构和透水性.本文建立了土体孔隙分布的分形模型,导出用分维和进气值表示的水分特征曲线和渗透系数的理论表达式.与实验结果的比较表明,用分形模型计算得到的水分特征曲线和渗透系数与试验结果一致.
【总页数】5页(P71-75)
【作者】孙大松;刘鹏;夏小和;王建华
【作者单位】江苏省交通规划设计院,江苏,南京,210000;江苏省交通规划设计院,江苏,南京,210000;上海交通大学,建筑工程与力学学院,上海,200030;上海交通大学,建筑工程与力学学院,上海,200030
【正文语种】中文
【中图分类】P642.11
【相关文献】
1.一维稳态流非饱和土渗透系数垂直分布模型及其线性简化 [J], 程大伟;陈茜;安鹏;郭鸿;郑睿
2.基于统计模型的非饱和土渗透系数函数研究 [J], 王晓峰;时红莲;唐志政;牛超颖
3.基于差分法及试验联合确定非饱和土渗透系数的方法 [J], 江明; 王世梅; 张兰慧; 刘凡
4.由土-水特征曲线预测非饱和混合填料渗透系数 [J], 马洪波;师占宾;孙文
5.非饱和土渗透系数试验与模型预测及验证 [J], 刘小文;罗海林;陈嘉帅
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非饱和渗透系数是土壤水分运动的重要参数，它决定了水分在非饱和土体中迁移的速率。
非饱和渗透系数与饱和渗透系数之间存在一定的相关性，通常呈正相关关系。
这是因为土壤孔隙度与渗透系数之间呈正相关关系，当土壤孔隙度变大时，渗透系数也会随之增加。
此外，非饱和渗透系数还受到土壤类型、土壤含水量等因素的影响。
在非饱和状态下的土壤中，有气相存在，随着饱和度增大，气相逐渐排出，液相比例逐渐增大，液相的流动性就越好，非饱和渗透系数随之增大。
同时，非饱和渗透系数与基质吸力之间也存在一定的关系，随着基质吸力的增大，非饱和渗透系数逐渐减小。
计算非饱和渗透系数的方法有多种，其中Gardner分析方法基于水力扩散系数，结合土水特征曲线推算出非饱和渗透系数。
此外，全吸力范围的非饱和土水力渗透系数定义为表观渗透系数，包含毛细水渗透系数、膜态水渗透系数和气态水渗透系数，通过剖析不同形态水分在非饱和土体中迁移机理，推导得出其数学表达。
《土力学》第六章习题集及详细解答第6章土中应力一填空题1．分层总和法计算地基沉降量时，计算深度是根据应力和应力的比值确定的。
2．饱和土的有效应力原理为：总应力σ=有效应力σˊ+孔隙水压力u ，土的和只随有效应力而变。
地下水位上升则土中孔隙水压力有效应力。
3．地基土层在某一压力作用下，经历时间t所产生的固结变形量与最终固结变形量之比值称为。
二选择题1．对非压缩性土，分层总和法确定地基沉降计算深度的标准是（ D ）。
(A) ；(B) ；(C) ；(D)2．薄压缩层地基指的是基底下可压缩土层的厚度H与基底宽度b的关系满足（ B ）。
(A) ；(B) ；(C) ；(D)3．超固结比的土属于（ B ）。
(A) 正常固结土；(B) 超固结土；(C) 欠固结土；(D) 非正常土4．饱和黏性土层在单面排水情况下的固结时间为双面排水的（ C ）。
(A) 1倍；(B) 2倍；(C) 4倍；(D) 8倍5．某黏性土地基在固结度达到40%时的沉降量为100mm，则最终固结沉降量为（ B ）。
(A) 400mm ； (B) 250mm ； (C) .200mm ； (D) 140mm6．对高压缩性土，分层总和法确定地基沉降计算深度的标准是（ C ）。
(A) ；(B) ；(C) ；(D)7．计算时间因数时，若土层为单面排水，则式中的H取土层厚度的（ B ）。
(A)一半； (B) 1倍； (C) 2倍； (D) 4倍8．计算地基最终沉降量的规范公式对地基沉降计算深度的确定标准是（ C ）。
(A) ；(B) ；(C) ；(D)9．计算饱和黏性土地基的瞬时沉降常采用（ C ）。
(A) 分层总和法； (B) 规范公式； (C) 弹性力学公式；10．采用弹性力学公式计算地基最终沉降量时，式中的模量应取（ A ）(A) 变形模量； (B) 压缩模量； (C) 弹性模量； (D) 回弹模量11．采用弹性力学公式计算地基瞬时沉降时，式中的模量应取（ C ）。
非饱和土的一般特性和工程意义饱和土，一般认为是由固相(土粒及部分胶结物质)和液相(水和水溶液)组成的两相体，即通常所说的仅由土粒和孔隙水组成的饱和土，它仅是非饱和土特例情况，采用饱和土力学无法全面地分析和解释土的行为，比如地基中的负孔隙水压问题、毛细作用下低于防渗心墙墙顶的地下水向上越过心墙产生的渗流问题等，因为地下水位线以上的土体大都处于非饱和状态，气相(比如空气及水蒸气等)的加入使得土的物理力学性质更加复杂多变。
本文将从以下几个方面来分析1. 非饱和土的强度特征非饱和土与饱和土在力学方面最大的区别是吸力的存在，吸力使得非饱和土性质与饱和土有较大不同，对非饱和土的变形和强度有很大影响，吸力的存在会提高非饱和土的强度。
吸力是土体内部土颗粒的表面与孔隙内的水和气相互作用而产生的，与外荷载作用没有直接联系。
总吸力通常包含基质吸力和溶质吸力两部分。
当不考虑土体中孔隙水化学浓度变化时，溶质吸力的影响可以忽略，此时主要关注基质吸力。
基质吸力主要受水-气交界面（即张力收缩膜）的影响，并且与饱和度的变化密切相关，常用土水特征曲线来表征。
基质吸力一般又由两部分组成：毛细部分和粘吸部分。
毛细部分吸力，对非饱和土的性质和行为有两种作用或影响：①吸力的变化会引起非饱和土的平均骨架应力的变化（通过孔隙内流体的平均压力的变化引起）。
②由于毛细水表面的拉力提供了颗粒之间的附加拉力，因此形成了土颗粒之间的一种黏聚力。
1.1 吸力对抗剪强度的影响通过大量学者对非饱和土抗剪强度问题的研究和试验，可以观察到两个基本趋势：一是抗剪强度会随着净法向应力的增加而增加；二是抗剪强度会随着基质吸力的增加而增加。
但是，净法向应力往往比吸力的作用更加明显。
1.2 吸力对抗拉强度的影响虽然土体抗拉能力相对较弱，但土特别是非饱和土仍然可以承受一定的拉力，具有一定的抗拉强度，且这种抗拉强度在一些工程问题中非常重要。
当抗拉强度不足时，在拉应力的作用下土体会出现开裂，会对土工建筑物产生极大的危害。
