地球表面覆盖着的土体大部分处于非饱和状态。在常见的岩土工程中，如边坡工程、基础工程、大坝、污染物迁移等非饱和渗流分析中，非饱和土渗透性函数的确定是一个关键问题。土的渗透系数随着饱和度的减小能减小几个数量级，非饱和渗透系数与土体含水量之间的关系非常难以确定。众多学者为此提出了很多不同形式的非饱和土渗透性函数的经验模型，然而目前还没有一个经验模型得到广泛推广，因此，非饱和土的渗透性函数最好通过试验测出。　　传统的获取非饱和渗透性函数的试验方法分为稳态流方法和非稳态流方法，不仅试验仪器昂贵而且试验过程费时。为此，本文将通过对土壤水分运动基本控制方程的偏微分形式进行推导获得非饱和土渗透性函数的数值求解式，然后结合非饱和渗流试验研究开发一种能快速确定非饱和土渗透性函数的仪器和方法。主要开展的工作和取得的成果如下：　　1、在分析土壤水分运动基本控制方程（Richards方程）的偏微分形式基础上，利用前向欧拉法和后向欧拉法分别获得了仅含距离△z一个变量以及含有时间△t和距离△z两个变量的两种非饱和渗透性函数表达式，具体形式为：此公式省略.　　式中：　　Kt表示体积含水量θt对应的渗透系数；　　Ks表示饱和渗透系数；　　(θ)(e)h/(e)θ表示基质势h对于体积含水量θ求导；　　△z表示测定体积含水量θt随时间t变化测点处距离水土接触面的距离；　　θs表示饱和体积含水量。　　在恒水头边界条件下，对于式（1），只需要知道至少一个测点的体积含水量，便可得出相应体积含水量对应的渗透系数，与时间无关；对于式（2），则除了需要知道至少一个测点的体积含水量之外，还需要知道时间t。　　2、借助通用商业非饱和渗流软件 HYDRUS-1D，采用数值试验的方法验证了非饱和渗透系数式（1）、式（2）的可靠性，数值试验选取了软件内置的砂土、粉质粘土和粘土三种不同类型的土，通过计算得到不同位置△z下体积含水量随时间的变化关系，将不同△z对应的体积含水量和时间的关系与土水特征曲线导数关系代入式（1）和式（2），结果发现：不同的△z、不同的土类型对渗透性函数预测精度有较大影响。式（1）可以用来初步预测土的非饱和渗透性函数，但是不同类型土的△△z值难以从理论上确定。式（2）对粉质粘土和粘土的数值试验结果基本一致，但是在较低体积含水量时计算结果会出现负值，这与实际情况不符。为此，将式（1）和式（2）联合起来对非饱和土的渗透性函数进行预测，即在较低含水量采用式（1），在较高体积含水量时采用式（2）。　　3、针对本文推导的非饱和土渗透性函数表达式，开发了新的非饱和土渗透试验仪，该仪器可开展固定水头边界条件下的垂直一维非饱和入渗试验，设定一个体积含水量传感器在距离水土接触面5cm处，水头边界条件控制为2.5cm。在反复试验基础上，总结了一套适用于本非饱和渗透仪的试验方法，对试验中存在的问题进行了探讨。　　4、利用自制非饱和渗透仪对重塑粉质粘土试样开展了非饱和渗透试验研究。通过 Tempe仪获取了重塑粉质粘土试样的土壤水分特征曲线数据，采用 VG模型进行拟合获得土壤水分特征曲线函数。通过非饱和渗透试验测得了测点处体积含水量随时间变化的规律。在试验基础上，通过推导的非饱和土渗透性函数表达式（1）和（2），获得了各不同体积含水量对应的非饱和渗透系数，再利用First Optimization数学优化分析软件以幂函数的形式对体积含水量及对应的非饱和渗透系数的系列数据进行拟合，最终确定了土样的非饱和渗透性函数。　　5、将确定的非饱和渗透性函数代入非饱和渗流分析软件Seep/w对非饱和入渗试验进行数值模拟，数值模拟结果与试验数据吻合较好，表明利用本文提出的方法确定的非饱和土渗透性函数是可靠的。　　主要贡献和创新点如下：　　1、通过离散化Richards偏微分方程从理论上获得了两种非饱和土渗透性函数的表达式，一种是以体积含水量和时间为变量的非饱和土渗透性函数的表达式，另外一种只与空间间距△z有关，通过数值试验分析了其影响因素，并验证了其可靠性和适用性。　　2、针对推导的非饱和土渗透性函数表达式，开发了新的非饱和渗透仪。通过定水头垂直一维非饱和入渗试验，结合推导的非饱和渗透性函数表达式，可快速确非饱和土的渗透性函数。此方法的优点是仪器操作简单，通过试验能快速获取非饱和土渗透性函数。