非饱和带水研究的重要性及其研究方法
非饱和土与特殊土测试技术新进展
非饱和土与特殊土测试技术新进展随着工程建设的不断发展，非饱和土与特殊土测试技术在土木工程、地质工程等领域发挥着越来越重要的作用。
近年来，非饱和土与特殊土测试技术取得了显著进展，本文将分别探讨其新进展、应用现状及未来研究方向。
非饱和土是指土体中含水量未达到饱和状态，即含水率低于最大含水率的土。
非饱和土测试技术主要研究土体在非饱和状态下的各种性质，如有效应力、气体传输等。
在非饱和土测试中，气体传输机理是影响测试结果的关键因素。
气体传输包括气体在土体中的扩散和渗透，受到土体孔隙特征、含水率、气压差等因素的影响。
因此，研究气体传输机理对于非饱和土测试技术的进步至关重要。
特殊土是指具有特殊性质的土体，如膨胀土、盐渍土和软粘土等。
这类土体的性质与常规土体存在明显差异，因此在测试技术上也需要针对性地研究。
对于膨胀土，测试重点在于研究其膨胀性和收缩性；对于盐渍土，则需其盐分含量和离子交换等特性；对于软粘土，需要考察其强度和变形特性。
然而，现有的特殊土测试技术仍存在一些问题，如测试结果受环境因素影响大、测试周期长等。
因此，未来研究需要进一步优化测试方法，提高测试效率，同时加强理论模型的研究，以更好地解释测试结果。
近年来，非饱和土与特殊土测试技术取得了诸多新进展。
在非饱和土测试方面，随着计算机技术和数值模拟方法的不断发展，非饱和土力学模型的研究逐渐深入。
新型测试设备如气体渗透仪、压力板仪等也为非饱和土测试提供了更为准确、便捷的手段。
在特殊土测试方面，研究者们针对各类特殊土的特性，研发出了一系列新的测试方法，如超声波检测、电学特性测量等。
同时，有关特殊土体本构关系和数值模型的研究也取得了重要进展，为特殊土体的工程设计和施工提供了更为准确的依据。
非饱和土与特殊土测试技术的不断进步为土木工程和地质工程提供了更为可靠的技术支持。
尽管现有的测试技术已经取得了一定的成果，但仍存在诸多挑战和问题，如气体传输机理的复杂性、特殊土体本构关系的多样性等。
堤坝中饱和与非饱和渗流计算方法研究
堤坝中饱和与非饱和渗流计算方法研究
堤坝饱和渗流与非饱和渗流计算是堤坝安全评估分析中一个重要组成部分。
堤坝饱和渗流计算是指在平衡状态下，地下水的水位与面下水的水位之间的压力关系，按照物理力学的规律，计算堤坝压力、渗流量及大量流土物质的运移。
而在堤坝对地下水进行抽取的过程中，地下水的水位较面下水位的水位低，一定会引起堤坝的非饱和渗流计算。
计算堤坝饱和与非饱和渗流，要根据堤坝地质情况，提出符合物理力学规律的渗流计算或汇流计算方法。
这包括正确的定量表达堤坝挠度，气压，喷淋保护措施及穿刺孔，以及确定合适的物理地质条件来解㲿汇流关系。
此外，计算堤坝饱和与非饱和渗流时，还要考虑堤坝侧外渗流影响。
总而言之，堤坝饱和渗流与非饱和渗流计算是一项复杂而关键的任务，对堤坝安全分析至关重要。
计算时必须考虑堤坝的地质特点，计算方法要严格按照物理力学规律，同时还要考虑侧外渗流的影响，以准确计算堤坝饱和与非饱和渗流，以检验堤坝的整体稳定性。
非饱和土力学理论的研究意义及其工程应用
本文在扼要介绍了当前非饱和土力学在土材料基本特性方面的主要成果后,对进一步研究的有关问题做一些力所能及的探讨.本文的内容包括基本特 性和若干思考两个部分.
5.期刊论文 刘海宁.刘汉东.王思敬.LIU Hai-ning.LIU Han-dong.WANG Si-jing 黄河下游堤防非饱和土边坡稳定
人民长江 YANGTZE RIVER 1999，30(7) 12次
参考文献(1条) 1.Fredlund DC.Rahardjo H 非饱和土力学 1997
相似文献(10条)
1.期刊论文 姚攀峰.张明.张振刚.祁生文.YAO Panfeng.ZHANG Ming.ZHZNG Zhengang.QI Shengwen 非饱和土土力
参考文献
１ ｈ删Ｄｃ，ｆｔａＩｌａ嫡ｏＨ．非饱和土力学．北京：中国建筑工业出版社，
１９９７． 作者简介 龚壁卫 男 长江科学院土工所工程师 湖北省武汉市４３∞１０ 刘艳华女长江科学院土工所硕士湖北省武汉市４３００１０
●…，…】…，忡，一＿ 詹良通男 河海大学硕士江苏省南京市２１００％ （收ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ日期：１９９８—０９—０ｒ７编辑：车友宜）
性分析 -岩石力学与工程学报2005,24(20)
利用应力应变控制式非饱和土三轴仪进行了室内非饱和土的渗透试验和强度试验,并得出了非饱和土的渗透参数和强度参数.针对黄河下游堤防这一 典型的非饱和土边坡,采用有限单元法系统地分析了堤防非饱和土边坡在降雨和洪水作用下的非饱和渗流场特征;在此基础上应用非饱和土坡的刚体极限 平衡理论中的普通条分法对堤防边坡稳定性受非饱和渗流场变化影响的大小进行了分析与计算.结果表明,对黄河下游堤防的非饱和土边坡在降雨和洪水 条件下的分析研究具有实际意义.
非饱和原状土土—水特征曲线及本构模型的研究
非饱和原状土土—水特征曲线及本构模型的研究原状土具有一定的结构性,主要以非饱和状态存在于自然界中。
与饱和土不同,非饱和土是由土粒(固相)、孔隙水(液相)、孔隙气(气相)和液-气交界面四相体系构成的。
这四相体系的变化是影响土结构性的内因,外因(如外力或吸湿)则是通过影响内因起作用的。
因此,原状土的力学性能要比室内重塑土的复杂得多。
若采用室内重塑土的试验结果去解决实际工程问题,则可能会造成安全隐患或不必要的经济浪费。
因此,在建立非饱和土本构模型中考虑土结构性的影响具有重要的理论意义和应用价值。
本文针对非饱和原状土开展了室内试验研究和理论研究工作,并取得了以下研究成果：(1)利用Fredlund SWCC压力仪对北京市平谷新城区不同深度处的原状粉质粘土进行了室内的土水特征曲线(Soil-Water Characteristic Curve, SWCC)试验研究,并考察了土体初始孔隙比对土水特征曲线的影响。
最后采用Brooks&Corey给出的土水特征曲线方程对实验结果进行了拟合和分析。
分析结果表明：孔隙比对这种原状粉质粘土土水特征曲线的进气值sα和孔隙分布指数δ的影响比较大,而对残余含水量θr的影响相对较小；(2)分别给出了Assouline土水特征曲线方程中参数ζ和υ与土体孔隙率n之间的关系式,并利用已有实测数据对所提出的关系式进行了验证,结果表明：该关系式能够较好的反映参数随孔隙率增加或减少的变化规律；将所给出的关系式与Assouline (1998)所给出的土水特征曲线方程相结合,给出了七种不同土(包括原状粉质粘土)的预测结果和实测结果的对比,结果表明：本文所给出的方法对这七种土都能给出比较好的预测结果；(3)在Desai提出的扰动变量的基础上提出了适用于描述非饱和土结构性劣化的耦合扰动状态变量的概念,该扰动变量可表示为吸湿扰动变量和外力扰动变量的函数。
给出了耦合扰动变量的演化方程,方程中定义了新的结构性参数衰减指数α和峰值强度因子β。
非饱和渗流分析方法
非饱和渗流分析方法
非饱和渗流分析是一种实际应用十分广泛的土壤水文学分析方法，它是采用Richards方
程分析非饱和状态下的水份与气压以及土壤参数的短时间动态变化的过程，以应对非常多
的现实情况，比如暴雨、流域建设、水资源利用以及土壤污染等，为解决问题提供有用信息。
非饱和渗流分析是一种常见用于水文学研究的建模方法，并在更具体的研究中也有过应用。
它结合使用Richards方程来探究和分析土壤水份的动态变化过程以及其影响因素，这对
于理解和掌握各种现象的本质非常重要。
除此之外，该方法也可以模拟各种细节，例如不
同土层的变化、地下水的移动、渗漏的水量等。
此外，非饱和渗流分析也可以用来预测指定区域水源的变化，这在水资源及建设规划中具
有重要意义。
预测结果根据具体地质条件不同，可区分出可能的详细分布，有助于更有效、更精确地管理水资源和水文工程建设。
非饱和渗流分析是综合性的水文学研究方法，是多学科融合的典范。
它可以帮助我们了解
不同土壤条件下水分的变化特征，从而更好地评估水的保留和调节能力，为科学管理水资
源提供合理的建议。
非饱和带冻结期土壤水分迁移特征的室内试验研究的开题报告
非饱和带冻结期土壤水分迁移特征的室内试验研究的开题报告题目：非饱和带冻结期土壤水分迁移特征的室内试验研究研究意义和目的：非饱和带是土壤中水文学上一个重要的区域，其水分运移对水土保持和水资源管理有着重要的影响。
而冻结期是非饱和带中一个重要的时段，其特殊的水文过程和水文特征对于农业生产和自然环境的影响也极大。
因此，开展非饱和带冻结期土壤水分迁移特征的室内试验研究，有助于深入了解非饱和带冻结期的特殊水文过程及其影响因素，为水资源管理、水土保持和农业生产提供科学依据。
本文的研究目的是通过室内试验，探究不同冻结期土壤水分迁移特征的差异，分析关键影响因素，并提出相应的解决方案。
研究方法和步骤：1. 实验准备：选取具有代表性的土壤样品，并计算其土壤物理和水文特性参数，如土壤粒径组成、土壤含水率、土壤剪切强度等指标。
2. 室内模拟实验：建立非饱和带冻结期土壤水分模型，模拟不同温度、含水率和土壤性质下的水分迁移，并记录每一时段的数据。
3. 数据分析：对实验数据进行统计学分析，并结合土壤物理和水文特性参数进行综合分析，探讨不同冻结期水分迁移特征及其影响因素。
4. 结果总结：总结实验结果，将不同冻结期水分迁移特征及其影响因素进行综合分析和说明，提出相应的解决方案，为非饱和带冻结期水文过程和水资源管理提供科学依据。
预期成果和意义：通过本文的研究，我们预期可以得出不同冻结期土壤水分迁移特征的差异，并找出关键的影响因素。
我们可以提出相应的解决方案，针对农业生产和自然环境的需要，提供科学依据和参考，为水资源管理和水土保持提供帮助。
同时，这也会促进我们对非饱和带水文过程的研究，更加深入地了解土壤水分的动力学特征。
关键词：非饱和带；冻结期；土壤水分迁移；影响因素；室内试验。
干湿循环条件下非饱和黄土持水特性与边坡稳定性研究
干湿循环条件下非饱和黄土持水特性与边坡稳定性研究干湿循环条件下非饱和黄土持水特性与边坡稳定性研究引言：在地质工程中，黄土是一种常见的土壤类型，它的力学性质对于边坡稳定性至关重要。
然而，在实际工程中，黄土的边坡稳定性问题一直困扰着工程师。
尤其是当黄土处于干湿循环变化的环境下，其水分特性可能受到影响，并引发边坡的不稳定性。
因此，本文旨在研究非饱和黄土在干湿循环条件下的水分特性对边坡稳定性的影响。
第一部分：非饱和黄土的持水特性非饱和黄土是指土壤处于部分饱和状态，即土壤内同时存在液态水和气态水。
非饱和黄土的持水特性是指非饱和黄土在干湿循环条件下的水分吸附、脱附以及渗透性能等特性。
采用试验室吸附曲线法对非饱和黄土的持水特性进行研究，通过浸泡试验和剪切试验探究干湿循环条件下非饱和黄土的吸附脱附特性以及渗透性变化。
第二部分：黄土边坡的稳定性分析黄土边坡的稳定性分析是指确定边坡对于外力作用的抵抗能力，以判断边坡是否具有稳定性。
采用平衡法和有限元分析法分别对黄土边坡的稳定性进行研究。
在干湿循环条件下，通过改变黄土的水分含量，研究边坡稳定性的变化规律。
第三部分：实验研究为了探究非饱和黄土在干湿循环条件下的水分特性对边坡稳定性的影响，设计了一系列试验。
首先，采用稠度试验确定试样的最佳含水量，并对试样进行分层压实。
之后，进行吸附曲线试验和剪切试验，测试非饱和黄土的持水特性以及剪切强度的变化。
最后，采用室内边坡模型试验，模拟干湿循环条件下的边坡稳定性，观察并分析边坡的变形和破坏形态，以及边坡稳定性的变化规律。
第四部分：结果与讨论实验结果表明，在干湿循环条件下，非饱和黄土的持水特性发生了显著的变化。
随着黄土的干湿循环次数的增加，黄土的吸附能力降低，脱附能力增强。
此外，黄土的渗透性也发生了明显的变化。
边坡模型试验结果显示，黄土边坡在干湿循环条件下，其稳定性出现了较大的变化。
边坡的变形和破坏形态也与水分状态密切相关。
结论：在干湿循环条件下，非饱和黄土的持水特性对边坡稳定性具有重要影响。
非饱和土混合物理论及其应用
非饱和土混合物理论及其应用非饱和土混合物理论及其应用一、引言非饱和土是一种特殊的土壤，其水分状态处于干燥和饱和之间，其力学性质和水文特征与饱和土有着明显差异。
非饱和土的研究从20世纪中叶开始逐渐兴起，并取得了许多重要的成果。
本文将探讨非饱和土混合物理论及其应用。
二、非饱和土力学特性非饱和土的力学特性是研究非饱和土混合物理论的基础。
非饱和土的力学特性受到水分含量、固结度和应力状态等因素的影响。
常用的非饱和土力学参数有吸力、孔隙比、压缩指数等。
非饱和土的吸力是指土壤颗粒间的毛细管吸力。
吸力的变化会改变非饱和土的力学特性，如颗粒间压实程度、水分运移等。
孔隙比是非饱和土中孔隙空间与固相体积之比，它与土壤的压缩性和透水性有关。
压缩指数是非饱和土在排水条件下压缩变形的特征参数，反映了非饱和土的固结性能。
三、非饱和土水文特征非饱和土水文特征是非饱和土混合物理论中的重要内容。
非饱和土的水分状态是非饱和土水文特征的核心概念，反映了非饱和土内部的水分分布情况。
非饱和土的水分状态可用于描述吸力与含水量之间的关系。
常见的非饱和土水分状态有干燥、湿润、饱和和过饱和。
其中，干燥状态表示土壤含水量较低，吸力较高；湿润状态表示土壤含水量较高，吸力较低；饱和状态表示土壤内部所有孔隙全部被水填满；过饱和状态表示土壤内部含有过多的水分，其中一部分为游离水。
四、非饱和土力学与水文特性的试验研究方法非饱和土混合物理论的应用需要基于试验研究来得到真实可靠的数据。
常见的非饱和土试验方法有压缩试验、渗透试验、吸力试验等。
压缩试验用于研究非饱和土的压缩性质，通过加载非饱和土样品并测量其变形，得到压缩指数等力学参数。
渗透试验用于研究非饱和土的透水性质，通过施加一定压力差使水流经过非饱和土样品，测量水流速度和吸力，得到透水性参数。
吸力试验用于研究非饱和土的吸力特性，通过测量非饱和土样品中的吸力值，得到非饱和土的吸力-含水量关系。
五、非饱和土混合物理论的应用非饱和土混合物理论在实际工程中有着广泛的应用。
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饱 和带 。地下水 面 以上 的岩层 空 隙有 水 和气 体 共
同存 在 ， 为非饱 和带 ， 间的水 分存 在状 态要 复 称 其 杂 的多 。从 其垂 向特 征 来 看 可 分 为 三层 ： 底 部 其 （ 地下水 面 以上 至 毛细上 升顶 部 ） 由毛 管作 用 与 为 地 下水 面上 升 所支 持 的毛 细 水 带 ； 其顶 部 为 植 物 根 系 发育 层 ， 即种 植 土 壤层 ， 土壤 水 带 ； 者 亦 为 二 之 间为 中间带 。 壤水 带 的厚度 一般 在 １米 以内 ， 土 毛细水 带 的厚 度依 据其 含 水 层 岩 性不 同而 不 同 ，
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文章 编 号 ：６ １４ ６ （０ ６ ０— ０ ８０ １ ７－ ７８ ２ ０ ）５０ ２ —３
非饱和带水研究的重要性及其研究方法
王 永义
（ 山西省 水 文水 资 源勘 测局 太谷 均衡 实验站 ，山西 太谷 ０ ０ ０ ） ３ ８ ０
摘 要 ：如何保 持 和利 用非饱 和 带 中的土壤 水 对农 、 、 生 态 系统具 有 重要 意义 。非饱和 带 林 牧
１ 非饱和带及非饱和带 水的特性
地下 水 面 以下 的岩层 空 隙被 水 充 满 ， 称 为 被
量， 等于 降水人 渗 量 （ 降水 量 减去植 物 截 留量 和地 表径 流量 ） 加上 灌 溉用 水量 。 其输 出包 括土壤表 面 的蒸 发 、 物根 系 的吸 收及 人渗 补给地 下水 。 植 其储
作者简介 ； 王永义 （９ ５ ， ， １ ６一）男 山西太谷人 ， 山西省水文水资源勘测局太谷均衡实 验站工程师 ， 主要从事水资源研究
工作 。
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第５ 期
王 永义
非饱 和带水研究的重要性及其研究方法
者结 合则更具 有 可靠性 和全 面性 。
收 稿 日期 ：０ ６１ －５ ２ ０． １１
２ 非饱和带水的监测方法
目前 对 非 饱 和 带 水 的监 测 主 要有 两个 方 面 ，
一
是从“ ” 土壤 含水 量 ） 量 （ 的角 度观 测研究 非饱 和
带 水分 的储存 与 变化 ， 一是 从 “ 能态 ” 土壤水 分势 （
能） 的角 度定 性分 析 非饱 和带 水分 的运 移规律 二
很 高 的精 度 ， 野外操 作 很不 方便 ， 但 特别 是所 取的
点较多较 深时 ， 带来 很 大 的工作 量 。 会 况且 我们 是
想监 测一 个或 多 个 比较 深 的 原 状剖 面 ， 想 既不 要
到 的计 数率轻 而易举 地 经过微 机处 理成含水 量 。 使用 中子 仪观 测含水 量 只需在 所选定 的观测 点 按照 观测深 度 垂 直 安装 特 用 中子 探测 管 ， 就可 以轻 松地完成 测前 任务 。 个测点 只需要 １ 或 一 ６ ｓ ３ ， 省 时 间、 省人 力 、 便 快捷 而不 破 坏土 ２ｓ节 节 方
Hale Waihona Puke 物 生产 效益 的 主要 制 约 因 素之 一 ， 在针 对 农作 物
的水 环境研 究 、 地下水 资源 研 究 、 业节 水研 究及 农
非 饱和 带可 看作 是一 个 有输 入 、 出、 输 储存 多
项功 能的水 库 。其 输入通 常 是指 通过 地表 的人渗
水 资源利效 率研 究 中都具 有 十分重 要 的意义 。
壤 结构 。 一个 剖面 可 以按照需 要 反复测量 ， 能充分
扰 动土壤 ， 造成 破坏 性 测 量 ， 能快 捷 方便 ， 在 又 存
很大难 度 。 中子水 分探 测仪 （ １ 是 利 用水 对快 中子 的 图 ）
减 缓效应 来测 取土 壤水 分 。 中子 水分仪 由探 头和
２ １ 中子水 分 仪的应 用 ．
体 积 含水 量 （） 直线 相关 关 系 。在 得 出 了观测 是 剖面不 同埋深 、 同岩性 、 同土壤 密度 的若 干条 不 不
标 定 方程 后 ， 可 以将 中子 仪 通过 纵 埋测 管 观测 就
对 于土 壤含 水 量 的监 测 ， 统 的烘 干法 具 有 传
水分运移规 律 的研 究对“ 四水 ” 转化 研 究 、 水研 究 、 节 地下 水 资源 的形 成与损 失研 究等提 供 了可
靠的理论依 据 。在 阐述 非饱和 带水观 测研 究重要 性 的基 础上 ， 据 太谷均衡 实验站 ２ 来的 依 Ｏ年 观 测 实验 经验 ， 绍 了非饱 和 带 水的研 究方 法 。 介
关键 词 ：非饱 和 带 ； 重要 性 ； 究方 法 研 中图分类号 ： ＴＶ６ １ ２ １ ． 文献 标识 码 ： Ａ
地表 以下潜水 面 以上 的岩层 部 分称 为非饱 和 带， 其间所储 藏 或运动 者 的水 称为 非饱 和带 水 。 非
一
般在 １ｍ 左 右 ， 中间带 的厚 度则 由地下 水埋 深
（ 或非饱 和带 厚度 ） 决定 。 所 非 饱 和 带水 的存 在形 式 除 毛 细上 升水 外 ， 还 有 岩层 颗 粒 表 面对 水 分 的吸 附所 形成 的结合 水 。 在一 定条 件 下 ， 层 空 隙 中 的水 超过 了吸附 力 和 岩
毛细 力所 能 支 持 的量 时 ， 余 的 水便 以重力 水 的 多 形式下 渗补 给地 下水 。 以 ， 所 非饱 和带 中还存在 者 运 动者 的重 力水 。
饱和带水 （ 亦称土壤水 ） 是地球水体 自然循环 （ 大
气水 、 地表 水 、 非饱 和 带水 、 下水 ） 地 中的重要 组成
部分， 是地 下水 与大气 水 、 表水相 互联 系 的必经 地 通 道 ， 过 它可 以实 现三 水 之 间 的相 互 补 给 与转 通
化。 非饱 和带水 是农作 物 生长 的 主要水 源 ， 农作 是