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非饱和渗透系数试验国内研究现状综述 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 11 11 11 【梁爱民 陈选 刘颖 庞丽东 （1.井冈山大学， 建筑工程学院，江西吉安 343009） 】 个人简介 梁爱民，女，1976年9 月生。1997.7-2001.9在大连水产学院攻读港口航道 及治河工程专业学士学位。2008年12月在大连理工大学研究生毕业，曾参与非 饱和土稳态渗流试验装置的研制与开发。2009.2进入井冈山大学工作，从事学校 的教学和科研工作。自2001 年以来长期从事岩土及岩土环境的研究工作，对土 壤水分的渗透特性的理论和试验情况有有较深的了解。 摘要： 摘要： 摘摘要要：：本文全面系统地总结了非饱和土渗透系数测试技术的现状。文中指出了非饱和土渗透 系数的测试难点，对近年来发展起来的国内学者研制的测量非饱和土渗透系数的重要新设备 作了重点介绍。 关键词： 关键词： 关关键键词词：：非饱和土；渗透系数；测试技术；进展 中图分类号 TU443 文献标识码： 中图分类号 TU443 文献标识码： 中中图图分分类类号号：TTUU444433 文文献献标标识识码码：： 引 言 引 言 引引 言言 工程界遇到的土大多数处于地下水位以上，呈非饱和状态。相对饱和土而言，非饱和土 是固–液–气三相复合介质，水在土壤孔隙中的流动过程非常复杂，土样中状态量达到均衡 的时间要很长，要求量测精度高、连续测试的时段长，试验历时从几小时到几天、几周，甚 至几月、几年，测量难度非常大。 庆幸的是为了探讨非饱和土的渗透特性，许多学者进行了不懈的努力，研制出了形形色 色的仪器设备来测量非饱和土的渗透系数。本文的任务就是系统介绍一些国内比较典型的测 量设备。 2 非饱和渗透系数测试技术 2 非饱和渗透系数测试技术 22 非非饱饱和和渗渗透透系系数数测测试试技技术术 [1] [2] 根据俞培基和陈愈炯 、包承纲 的研究结果，非饱和土中的渗流主要有单一水流、单 一气流及水气各自连通的两相流 3 种情况。这里主要介绍其中第一项中水的渗透系数。 2.1 2.1 22..11 γ透射法测定水平土柱渗透参数系统 非饱和土中的水分运动可以用 Darcy 定律描述，只是一种的渗水系数K不再是一个常 数，而是基质吸力或含水率（或饱和度）的函数。在土壤物理中，习惯用体积含水量θ 、 扩散度D θ 和容水度C θ 来描述土中水分的运动，通常对这3 个参数至少要用两种试验 ( ) ( ) 方法和两个大小不同的土样才能测定，如用压力板或张力仪确定土–水特征曲线，用水平土 [3] 柱入渗试验测定扩散度 ，所以试验误差和离散性较大。针对这一问题，王文焰和张建丰在 基金项目：江西省教育厅青年科学基金项目GJJ10209 作者简介：梁爱民，（1976-），女，山东郓城人，主要研究岩土环境工程（lam2001_2004@163.com ） -1- [4] 1990 年研制了测定非饱和土水分运动参数的设备 。其中土柱采用水平放置，消除了位置 水头的影响，跑车在水平轨道上可左右移动，以使放射源对准预定的测点，土柱装在有机玻 璃筒中，玻璃筒上部每隔10cm 有一直径 2cm 的孔，用以安装固态压力传感器，从而可测 定负孔隙水压力，进而得到土–水特征曲线。这样，用一个土样就能同时测出非饱和土水分 运动的 3 个参数。加之，此法属于无损量测，可对同一土样在不同时间进行多次测定，相 当于做了多次重复试验。陈正汉等用此设备研究过非饱和黄土的渗透性，并改进了整理试验 资料的方法。 2.2LGD- 2.2LGD- 22..22LLGGDD--Ⅲ型土壤水分实验 该系统是张建丰和王文焰教授研制的把γ射线透射法用于模拟垂直土柱、水平土柱或二 维土槽的土壤水分运动过程的大型设备（1998）。该系统由土柱（箱）、放射源和射线检测、 机械