本文结合国家自然科学基金项目“复杂环境作用下土坡的灾变机理及TDR监测”（50278087）,以影响边坡稳定最重要的物理参数之一土体的含水量变化监测、边坡是否产生滑动——滑动趋势监测以及边坡产生滑动时滑动面位置监测作为技术背景,系统地研究了土的电磁特性基本理论、同轴电缆传输系统在受拉伸和剪切时的反射特性、室内试验和现场工程应用。 首先,从极化机理出发,考虑土中电子或等离子体在电场中的动力特性,建立了电磁波与单相介质、混合介质相互作用的分析模型,给出了土颗粒、水、空气等单相介质介电常数ε_r的表达式 （ε_r-1）/（ε_r+2）=（1/3ε₀）（Ne²/（mω²+k））+（（ε_∞-1）/（ε_∞+2））和土体（混合介质）的介电常数表达式。将该表达式与现有的理论和经验公式进行了比较,发现本文表达式具有更明确的物理意义并适用于处于各种状态的各类土。 接着研究了测定土的介电常数的方法——同轴电缆电磁波反射技术。详细介绍了探头几何尺寸对介电常数量测结果的影响。在此基础上,为了研究不同类型探头对介电常数量测结果的影响,研制了三针式和六针式小型探头进行对比试验,研究表明,六针式探头比三针式探头的测试结果更为稳定可靠。在实际工程中,如土的孔隙比不太大,探头不会对土体有太大的扰动,宜选用多针式或圆筒形探头进行测试。 基于时域有限差分法推导了适合同轴电缆电磁波反射系统的计算式,并对同轴电缆传输系统和用于介电常数测试的同轴电缆电磁波反射系统进行了时域有限差分模拟,并与实测曲线进行了对比,发现对于同轴电缆传输系统,该方法能比较准确地模拟出其反射曲线。对用于介电常数测试的同轴电缆电磁波反射系统,当探头位于单层介质时,该方法能比较准确地模拟出其反射曲线;当系统位