测量土体非饱和渗透特性的装置及方法

1.测量土体非饱和渗透特性的方法，其特征在于，包括：将标准土样放入土样腔室内并固定，使其遇水不松动；往土样腔室内注水，记录集水腔室内水位H随时间t的变化过程；计算标准土样底部的瞬态出流量Q(t)，当瞬态出流量Q(t)达到相对稳定状态Q * 时，停止注水；计算土体饱和渗透系数；反算土体饱和度与相对渗透系数的关系、反算土体饱和度与土体基质吸力的关系；所述标准土样底部的瞬态出流量Q(t)的计算公式为： ，其中，S为集水腔室的底面面积；所述土体饱和渗透系数的计算公式为： ，其中，k为土体饱和渗透系数，S * 为标准土样的横截面积，μ为水粘滞系数，P u 为电子调压阀的出水水压；所述反算土体饱和度与相对渗透系数的关系、反算土体饱和度与土体基质吸力的关系包括：步骤a：建立标准环刀尺寸的土样有限单元模型，设置待测土样边界条件；步骤b：假设土体饱和度与相对渗透系数、土体饱和度与土体基质吸力的关系，基于土体非饱和渗流的Richard理论，开展土体水渗透过程的数值模拟，求解渗透过程中土样饱和度S r 的分布及随时间变化过程，求解控制方程如下：式中：t为时间，n为土样孔隙率，ρ 为水密度，μ为水粘滞系数，g为重力加速度，k为土体饱和渗透系数，k r (S r )为假定的土体饱和度与相对渗透系数的关系、P c (S r )为假定的土体饱和度与土体基质吸力的关系，S r 为土样饱和度；步骤c：依据土样底部边界饱和度S* r，进一步求解底部边界瞬态出流量Q’(t)，计算方程如下： ；步骤d：对比模拟获得的底部边界瞬态出流量Q’(t)曲线和实测获得的标准土样底部的瞬态出流量Q(t)曲线；若两者一致，则步骤b中假设的土体非饱和渗透关系即为真实的土体非饱和渗透关系；若两者不一致，则返回步骤b重新假设并计算底部边界瞬态出流量Q’(t)曲线，直至其与标准土样底部的瞬态出流量Q(t)曲线一致。