非饱和土
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。
膨胀土的强度特性
膨胀土的强度特性土的强度是土的重要力学性质之一。
非饱和膨胀土的强度较一般黏土要更为复杂，其强度是膨胀土体抵抗剪切破坏能力的表征，也是计算路堑、渠坡、路堤、土坝等斜坡稳定性，以及支挡建筑物的土压力的重要参数。
大量膨胀土边坡和地基的失稳导致各种工程建筑物的严重破坏，所以研究膨胀土抗剪强度极其重要。
一、强度理论非饱和土的强度不仅与土的结构、应力路径、密度有关，还与土的含水率或土的饱和度有关。
非饱和土强度理论是以Mohr-Coulumb准则为基础，一类是Bishop公式，即式中τf——剪切破裂面上的剪应力，即土的抗剪强度；σ——破坏面上的法向应力；c′和φ′——有效凝聚力和有效内摩擦角；ua——孔隙气压力；uw——孔隙水压力；χ——与饱和度有关的经验常数。
另一类是Fredlund的双变量公式式中φb——强度随吸力变化的内摩擦角。
us ＝ua－uw是吸力。
这一强度公式已得到广泛的认可。
然而，φb并不是一个常数，它随吸力变化。
因此，吸力作为一个状态变量是不合适的。
沈珠江建议用折减吸力或等效吸力τus作为强度公式中的第二状态变量，即式中 d——常数，其值由试验确定。
针对等效吸力τus ，已提出了不少计算式。
采用τus后，式（3-8）可写成总凝聚力可写成二、改进三轴试验三轴试验常被用来研究土的强度和变形性质。
常规三轴试验成功地研究了饱和土的强度和变形性质。
对膨胀土等非饱和土，需测定吸力，必须采用特殊的三轴仪来研究吸力对非饱和土的强度和变形的影响。
徐永福采用改装可测吸力的三轴仪，研究了宁夏膨胀土的变形性质和强度特性。
1.试验方法（1）试验装置。
改进后的三轴仪如图3-21所示。
主要由三部分组成：①加压系统，由内、外压力室组成，用来施加围压和反压；②测量系统，由传感器和微机组成，其中孔隙水压的测量是在三轴仪底座上安装高进气值的陶土板（进气值为1250kPa，直径为15mm，厚度为5.5mm），液压传感器通过陶土板传递土样的孔隙水压；③反压控制系统。
非饱和透明土优先流迁移规律分析
第43卷第4期 2022年4月R o c k and Soil Me c h a n i c s岩 土力学Vol.43 No. 4 Apr.2022DOI: 10.16285/j.rsm.2021.1087阙云1，翁斌1，蔡松林1，LIU Jin -yuan 2(1.福州大学土木工程学院，福建福州350116: 2.瑞尔森大学土木工程系，加拿大多伦多）摘要：为实现土的非饱和优先流迁移可视化，设计立柱装置进行非饱和渗流试验，采用透明土与数字图像处理技术，建立 归一化像素强度与透明土饱和度的关系，在此基础上，通过室内模型试验，研宄优先流路径连通性与相邻优先流路径旋转角 对非饱和土优先流迁移的影响。
试验结果表明：基于图像灰度像素强度表征非饱和透明土饱和度方法是可行的；全连通优先 流（0-0型）与上连通优先流（0-C 型）剖面呈现T 型，中心轴剖面饱和度与边缘差异明显，下连通优先流路径（C -0型） 中土体油压与基质势不足以使流体进入优先流路径形成优先流，入渗趋势与均匀流一致，o -c 型优先流的稳定入渗率和湿润 锋推移速度分别为C -0型的1.5倍和1.4倍；相邻0-C 型优先流之间区域形成新的优先流，土体达到较高饱和度，增长速率 随旋转角的增加而减小，优先流转角为90°、60°、30°时稳定入渗速率分别为均匀流的1.5、1.3、1.2倍；流体受重力影响， 转角小的优先流仅沿路径一侧水平渗透，但湿润锋推移速度分别为均匀流的1.3、1.4、1.5倍，相邻优先流相互作用减弱， 难以形成新的优先流。
关键词：透明土：归一化像素强度；饱和度：非饱和优先流；湿润锋中图分类号：U 416文献标识码：A文章编号：1000—7598 (2022) 04—0857 —12Analysis of preferential flow migration in unsaturated transparent soilQUE Yun 1, WENG Bin 1, CAI Song -lin 1, LIU Jin -yuan 2Abstract: In order to realize the visualization of unsaturated preferential flow migration of soil, a c o l u m n device w a s designed tocarry out unsaturated seepage tests. T h e transparent soil and digital image processing technology w ere used to establish the relationship between the normalized pixel intensity and the saturation of transparent soil. O n this basis, the effects of the connectivity of the preferential flow path and the rotation angle of the adjacent preferential flow path on the preferential flow migration in unsaturated soils wer e studied by conducting laboratory m o del tests. T h e results s h o w e d that i t w a s feasible to characterize the saturation of unsaturated transparent soils based on the intensity of image gray pixels. T h e profile of fully connected preferential flow (0-0 type) and upper connected preferential flow (0-C type) presented T-shape. T h e saturation of the central axis profile w a s obviously different from that of the central edge profile. In the lower connected preferential flow path (C -0 type), the soil oil pressure and matrix potential could not m a k e the fluid enter the preferential flow path to form the preferential flow, in w h ich the change of infiltration w a s consistent with the uniform flow. T h e stable infiltration rate and the wetting front m o v i n g velocity of O -C preferential flow were 1.5 times and 1.4 times of those of the C -0 type, respectively. A n e w preferential flow w a s formed in the area between adjacent O -C preferential flows. T h e soil in that area reached higher saturation and the growth rate of saturation decreased with the increase of rotation angle. W h e n the preferential flow rotation angle w a s 90°, 60° and 30°, the stable infiltration rate w a s respectively 1.5 times, 1.3 times and 1.2 times that of the uniform flow. A s the fluid w a s affected b y gravity, the preferential flow with a small rotation angle only infiltrated horizontally along one side of the path. However, the m o v i n g velocity of the wetting front w a s 1.3 times, 1.4 times, and 1.5 times that of uniform flow, respectively. T h e interaction between adjacent preferential flows w a s weakened, so i t w a s difficult to form the n e w preferential flow.Keywords: transparent soil; normalized pixel intensity; saturation; unsaturated preferential flow; wetting front收稿日期：2021-07-17 修回日期：2021-09-17基金项目：国家自然科学基金（N o.41772297)。
第章饱和土与非饱和土的渗流
6
图 4.2.3 吸湿－排水情况下的水分特征曲线
土样从饱和到干燥或从干燥到饱和的水分特征曲线称为主线，从部分湿润开始排水或从 半干燥状态重新润湿时，水分特征曲线是顺着一些中间曲线由一条主线移到另一条主线，这 些中间曲线称为扫描曲线。
可将这种界限写为 s a ≤ s ≤ s e ，式中 s a (u f ) 为吸湿作用即将发生的界限（ s& > 0 ），
n = dVv dV
ABAQUS 通常使用孔隙比 e = (dVv dVg ) ，而不是孔隙率。孔隙比与孔隙率之间的转换关系
为：
e = n , n = e , 1−n = 1
1−n 1+e
1+ e
饱和度 s 定义为流体体积与孔隙体积之比：
(4-1)
s = dV f dVv
对于完全饱和介质 s ＝1，而对于完全干燥介质 s ＝0。
积弹性关系，以及材料骨架的力学行为共同构成，视有效应力为总应力和孔隙应力的函数，
所以它也是应变历史与温度的函数，但有效应力原理成立的前提是孔隙压力的变化与总应力 的变化具有相同的应力路径和相同的应变率。
第三章所述的岩土介质的本构模型都可以用来模拟孔隙材料的材料骨架。假定固相材料 与流体有相同的体积应变率，则应变率可分解如下
σ ij = σ i′j + χu f δ ij
(4-3)
通常 χ = χ(s)能够通过实验获得，典型的实验数据如下图：
2
图 4.1.2 χ 实验数据拟合曲线 因为这些实验数据很难测量，所以 ABAQUS 假定 χ = s。
有效应力原理是一种假设，它认为多孔介质的力学响应由流体与固体颗粒之间简单的体
实验数据表明，在非饱和介质的稳态渗流中渗透系数随着饱和度 s3 的变化而变化。因
非饱和土土水特征曲线(SWCC)测试与预测
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工 程地 质 学报
１０ ０４—９６／ ０７ １ （５ －征 曲线 （ ＷＣ 测 试 与预 测 Ｓ Ｃ）
李志清① 李 涛② 胡瑞林① 李 熊③ 李壮举④
土力学性 质、 渗透 系数 、 抗剪强度及分析边坡稳定性有重要 意义。 由于准确测试 Ｓ Ｃ难 度较大 ， ＷＣ 并且测 试影 响因素较多 ， 所 以根据土体孔隙大小分布和颗粒大小分布情况预测 Ｓ Ｃ 也是 一种 较好的方法 。 ＷＣ ， 关 键词 非饱和土 土水特征曲线 数学模型
中 图 分 类 号 ：６ ２ １ ６ Ｐ４ ．１ 文献标识码 ： Ａ
非饱 和土土水特征曲线 （ＷＣ ） Ｓ Ｃ 表示 了土 中含水量 与吸力 之 间的关系 。文 章介 绍 了 ６种常 用方 法 ， 各有 其适用 范
围。体积压力板仪可 量测最 大基质 吸力值为 １０ ｋ ａ的干燥 曲线 和浸湿 曲线 ； ５０ Ｐ 超过 １０ ｋ ａ时 ， ５０Ｐ 可用盐溶 液法进行量 测 ：ｅ — Ｔｒ ｎ ｐｅ ｌ仪可量测基质 吸力 达 １０ Ｐ ０ ｋ ａ的干燥 曲线 ； 滤纸 法可用于测量土体 的基质 吸力与总 吸力 ； ｅ Ｄ ｗ—ｐｉｔ ｏ 电位计 可用 于量 测土 ｎ 样 总吸力变化 ， 尤其适合渗透 吸力 的量测 ；Ｄ Ｔ Ｒ探头适合于量 测小 于 ３ ０ Ｐ ０ ｋ ａ的基质 吸力 。用 Ｇ Ｓ非饱和 土三轴 仪可 以进行 Ｄ Ｓ Ｃ测试 ， ＷＣ 测试范 围主要取决 于陶土板的进气值 。用准确 的数学模型对测得 的含 水量 、 吸力数 据进 行拟合 ， 于预测非 饱和 对
非饱和土的基质吸力与毛细吸力
（） ２
其 中， ｌ ，ｗ分别 为水 的表面张力系数和密度。 ｏ 由于表面张力 的作用 ， 非饱 和土 中 的孔 隙水 存在弯 液面 ， 土
Ｓ “ 一“ ＝（ 。 ） （） ３
即 围之上 ， 由于蒸发和人 渗作 用有 时存在 孤立水 ， 因此必 然有 基质 力学中定义基质吸力为孔隙气压力与孔 隙水压力之差 ． ： 其中 ， Ｓ为基质 吸力 ； ， 分 别为 孔 隙气压 力 和孔 隙水压 “
ห้องสมุดไป่ตู้
物， 液一气界 面的存在使得土粒 闾除 了总应力作用 之外还有基质 吸力作用。 目前 普遍认 为基质 吸力是 土水 势 中的 毛细部分 【３， １］ － 即把毛细吸力和基质吸力等同起来 。按 照这一理论 ， 将得 出毛细 作用范 围以上不存在基质吸力 的错 误结论 。其实 ， 毛细作用范 在 吸力。基质 吸力 的变 化对 土 的力学性状产 生重 要影 响＿ ４ １ ． 。但 ．５ Ｊ 是 人们 也认识 到 ， 随着 土趋 近完全 变干 ， 质吸力 虽然 变得 很大 基
力沿深度 的分布 ， 同时对等效基质吸力的分布做 了讨论 。
０
１ 表 面张 力 、 湿和 接触 角 润
在液体 内部 相邻液体 间的作用 表现为压力 ， 在液体表 面相邻 液 面间的相互作用则表现为张力 ， 即液体表 面存在着 与液面相 切 而与边界线相垂直 的促使 液 面收缩 的表 面张力 。露 珠和水 滴 近
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第３ ３卷 第 ２ ３期 ２０ ０ ７年 ８ 月
山 西 建 筑
ＳＨＡＮＸ Ｉ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖｏ【３ ． ３ Ｎｏ． ３ ２
Ａｕ ． ２ ０ ｇ ０７
・１・
・
专 家 专 稿 ・
第4章 饱和土与非饱和土的渗流-
(4-11)
snv f 项为线性项，可视为是一维情况下 av 项的推广。
snv f (1 + β v f ⋅ v f ) 为二次项，可视为是一维情况下 bv2 项的推广。
H 为测压水头
H
=
P γ
+
z
=
uf gρ f
+z
∂H = ∂x
1 gρ f
( ∂u f ∂x
− ρ f g)
(4-12)
β 为速度系数。
饱和度的 du f ds 单值连线近似表示。如果孔隙流体压力超过实际数据所容许的范围时，饱
和度被视为可以改变的状态变量。
对 于 参 考 构 形 V0 而 言 ， 当 前 构 形 V 的 表 面 积 为 S 。 渗 流 体 由 两 部 分 组 成 ， 即
V = V f + Vt ，其中V f 为自由渗流体，Vt 为结合水，考虑到各部分流体的密度可以改变，
s e (u f ) 为排水作用即将发生的界限（ s& < 0 ）。ABAQUS 假定吸湿－排水关系各自独立存在并
是可逆的，在吸湿过程中可将界限写为
u
a f
(s)
，在排水过程中界限也可写为
u
e f
(s)
。并且
ABAQUS 假定在介质中总是有流体存在，即 s > 0 。
吸湿过程与排水过程之间的过渡，沿着扫描曲线变换，反之亦然。扫描曲线可由对应各
非饱和渗流计算中也可以考虑其它的两种效应，即“凝胶”膨胀与吸湿膨胀，但这两种效 应通常用来模拟聚合物物体（例如纸巾）吸收水分的过程，而不是模拟土工材料吸收水分的 过程，因此在本章中暂不讨论。
4.1 非饱和土的有效应力
基于COMSOL的非饱和土中单桩垂直动力特性研究
基于COMSOL的非饱和土中单桩垂直动力特性研究目录一、内容概述 (2)1. 研究背景和意义 (3)2. 国内外研究现状及发展趋势 (4)3. 研究目的和内容 (6)二、理论基础与文献综述 (7)1. 桩土相互作用理论 (8)2. 非饱和土力学特性 (9)3. COMSOL多物理场仿真软件介绍 (10)4. 相关文献综述及研究现状 (10)三、模型建立与问题定义 (11)1. 研究对象的确定及几何建模 (13)2. 材料参数与初始条件设定 (13)3. 动力学方程的建立及求解方法 (14)四、非饱和土中单桩垂直动力特性分析 (15)1. 单桩在垂直荷载下的静力特性分析 (17)2. 单桩在动力荷载下的响应分析 (17)3. 非饱和土对单桩动力特性的影响研究 (19)五、基于COMSOL的数值模拟与分析 (19)1. 数值计算模型的建立及验证 (20)2. 模拟计算过程及结果分析 (22)3. 模拟结果讨论与影响因素研究 (23)六、实验设计与实施 (25)1. 实验目的和实验方案的设计 (26)2. 实验设备与实验过程介绍 (27)3. 实验结果分析与讨论 (28)七、结论与展望 (29)1. 研究成果总结 (30)2. 对未来研究的展望与建议 (31)一、内容概述本文将介绍研究的背景与意义，阐述非饱和土中单桩垂直动力特性的重要性，以及其在工程实践中的应用价值。
随着土木工程建设规模的扩大和复杂性的增加，桩基作为重要的基础结构之一，其动力学特性分析成为了研究的热点和难点。
特别是在非饱和土条件下，单桩的动力特性更加复杂，对其进行深入研究有助于为工程实践提供理论支撑和指导。
本文将概述研究问题的现状，包括当前非饱和土中单桩垂直动力特性的研究现状、存在的问题以及研究的必要性。
尽管有关饱和土中单桩的动力特性研究已经取得了一定的成果，但对于非饱和土条件的研究仍然相对缺乏。
本文旨在填补这一研究空白，为非饱和土中单桩的动力特性分析提供新的思路和方法。
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非饱和土基质吸力量测试验研究与探讨
摘要：土－水特征曲线能够解释非饱和土力学的许多力学特性。
土－水特征曲线的获取依赖于试验设备、试验技术、试验方法，土－水特征曲线的准确获取能够促进非饱和土力学的发展。
结合目前的非饱和土力学研究，对现有主要非饱和基质吸力量测试验进行了归纳总结。
关键词：非饱和土；土－水特征曲线；基质吸力；量测试验
0 引言
非饱和土已是目前国内外土力学研究的热点和难点，其应用范围越来越广，诸如边坡工程，路基工程，基坑工程，河堤工程，湿陷性黄土，膨胀土及核废料封堵材料等领域。
非饱和土的土水特征曲线是解释非饱和土工程现象的一项本构关系，一切非饱和土的基本特性研究均通过吸力作为内在联系的纽带。
非饱和土力学的发展对测试手段和仪器设备依赖性更为强烈。
以前试验测试落后是非饱和土力学发展迟缓的原因之一。
上世纪80 年代以来，现代测试技术及计算机技术的发展，是非饱和土得以发展的基础之一。
因此，测试设备及准确试验数据资料是非饱和土力学研究的重要前提和基础。
目前，非饱和土的基质吸力量测仍受到测试设备的制约。
1 土水特征曲线
土－水特征曲线( SWCC) 是指土中基质吸力ψ( ua－uw )与体积含水率θ
w( Vw /V)或重力含水率Ww( gw /g)或饱和度S( Vw /V)之间的函数关系。
它是用来解释非饱和土性状的主要本构关系。
它将理论、实验测试与预测方法有机地联系起来。
非饱和土的土－水特征曲线对于研究非饱和土力学性质、渗透系数、抗剪强度有重要意义。
2 量测基质吸力的方法
室内土－水特征曲线量测可分两个部分，大致以1500kPa 为界。
对于基质吸力范围0～10000 kPa 并不都是最优的，有些方法还有待进一步改进，对于高吸力范围的基质吸力量测采用饱和盐溶液法(气相法)。
2. 1 张力计法
张力计由陶土头、腔体、集气室、计量指标器等部件组成。
陶土头是仪器的感应部件，具有许多微小的孔隙，陶土头被水浸润后，在孔隙中形成一层水膜。
当充满水且密封的张力计插入水分不饱和的待测土体中，水膜就与待测土体发生水力联系。
直至两个系统的水势平衡。
当忽略了重力势、温度势、溶质势后，系
统的水势即为压力势和基质势之和，仪器内的负压由计量器或传感器测定，这就是非饱和土的吸力。
张力计适用于测量小基质吸力值，依据传感器不同，国内外已有样式较多的张力计。
2. 2 滤纸法
滤纸法可用于量测较大范围的吸力，量测通常在实验室内，用取自野外的原状或扰动土样。
当滤纸与被测土之间水分迁移达到平衡后，测出滤纸的含水率，再根据已率定好的滤纸含水率与吸力之间的关系，间接地得到被测土样的吸力。
当滤纸与被测土直接接触时，吸力为基质吸力；当滤纸与土不相接触时，吸力为总吸力，试验简图如图1。
叶为民等( 2006) 将三张滤纸夹入两块呈圆饼状的被测土样之间，其中，中间一层滤纸是被上下层滤纸保护，以免被土样污染。
待平衡后测定土样的吸力值。
理论上，滤纸法可用于测定土中的总吸力或基质吸力，滤纸法的量测范围较广，可用于量测较大范围的吸力值。
滤纸法要求操作者熟练细心地操作，测量滤纸用的天平精度应达0.0001g。
2. 3 渗析法
低吸力部分(＜2 MPa)通常采用渗析( 液相)方法，它将土样包裹在半透膜中置入PEG溶液中，并不断搅拌，待水分子交换达到平衡，即可测出土样在此含水率下的基质吸力。
试验原理是不同浓度的PEG溶液能够提供不同的渗透吸力，水分子可通过半透膜而土颗粒与PEG溶质分子不能透过，当土样与溶液的吸力达到平衡时，就认为此含水率下的土样的基质吸力与该浓度下PEG溶液的吸力相等。
通过称量土样重量的变化，计算土样的含水率，可得出一组土样的含水率与基质
吸力的数据。
改变PEG 浓度可得到各级吸力下相应的含水率，从而得到土－水特征曲线。
试验前先将干燥状的半透膜在去离子水中浸泡不少于30分钟，以消除半透膜保护层对试验的影响。
在PEG溶液中加入少量青霉素以消除土样中细菌对半透膜的侵蚀。
并放置在电磁激振器上搅拌，以减少土样和溶液吸力平衡所用时间，试验装置如图2。
2. 4 盐溶液气相法
密闭容器内某种饱和盐溶液，在恒温、足够长时间后，容器内固态盐、盐溶液、盐溶液上部的气空间形成了一个三相平衡体系。
在饱和盐溶液中存在着电离与水合两种作用，溶液表面存在着蒸发与凝结两种作用，它们处于动态平衡状态。
在一定时间后，水气交界面及整个封闭的气空间形成稳定均匀的湿度场。
不同的饱和盐溶液具有不种的湿度，再根据饱和盐溶液的相对湿度查出其对应的吸力。
采用饱和盐溶液的相对湿度来控制土样的相对湿度，以最终控制土样中的吸力，试验装置图如图3。
当基质吸力超过1500KPa时，通常采用该方法。
2. 5 压力板仪
将饱和试样与饱和高进气值陶土板充分接触，陶土板下的底板上有一排水管，供土样排水之用。
通过施加气压ua，土样就通过高进气值陶土板排水直到平衡，利用轴平移技术，得到基质吸力，平衡后称量试件和仪器质量，以便测定土样含水率变化。
然后施加高一级气压，重复上面试验步骤。
施加完最后一级气压后，取出试样，烘干测定含水率，根据测定的试样和仪器质量反算不同吸力值(气压ua)下对应的含水率值，绘制干燥段土-水特征曲线，试验装置如图4。
该试验仪器可用于测定基质吸力高达几百个千帕，每一级试验达到平衡的时间取
决于试样的厚度和渗透性，以及高进气值陶土板的渗透性。
2. 6 离心机法
高速离心机法测试基质吸力是利用离心力场，把土柱法测试水势搬到离心机场。
先将几个土样装入环刀中，并将其吸水饱和，测得其饱和含水率，再将其放入离心机内。
随着离心机转速的逐渐加大，土样中的水会不断被甩出，而甩出来的水被自动收集到一个玻璃容器内。
记录下每个转速下被甩出水的体积，从而换算出在某个转速下土样的含水率。
而基质吸力水头则是根据离心机量测基质吸力的传感器获取。
2. 7 三轴仪法
利用改进的非饱和土三轴仪量测非饱和土基质吸力。
该装置主要有以下特点：①加压系统由内、外压力室组成，用来施加围压和反压，内压力室与外压力室中的液压相等，可消除内压力室的变形对体变测量产生的误差；②高进气值陶土板，利用轴平移技术对土样施加较高的吸力；③测量系统由传感器和微机组成，孔隙水压力的测量是在压力室底座上安装高进气值的陶土板、液压传感器，通过陶土板传递孔隙水压；④高精度体变量测装置，反映玻璃内水体积改变；⑤气压控制，通过试样帽上的小孔对土样内部的孔隙气压进行控制。
三轴仪压力室如图5。
3 结论
目前常用基质吸力量测方法在非饱和土基质吸力量测中取得了丰硕的试验成果。
而基质吸力量测试验设备、方法及技术正处于发展阶段。
随着新材料、新技术的出现，通过研究开发，新的精密的试验装置及技术将会出现。
非饱和土基质吸力室内量测设备、技术及精度的不断提高，极大地促进了非饱和土力学研究与应用，准确的基质吸力试验数据能够更好地从机理方面解释非饱和土的工程特征，指导并服务于工程实际。
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