近年来,随着“西部大开发”和“一带一路”等国家战略的实施,平山造城、治沟造地和长输气工程等大型项目日益增多,黄土高原地区出现了新的发展机会。同时,人们频繁的工程建设活动中也遇到了许多关于非饱和土的问题。在非饱和土中,孔隙中的水在重力作用下可以自由流动,当水分子受力不平衡时,水分子便依靠土颗粒周围的水膜产生运移。目前,对于非饱和土中水相和气相的迁移规律的研究结果能直接应用于工程实际中的少之又少。非饱和土中水、气的迁移规律是非饱和土力学的主要研究对象。与饱和土不同,由于非饱和土体中气相的存在,气体的流动也就相继产生,气体所产生的气压在一定程度上阻碍了水分的自由流动,使非饱和土中水气运移规律更加复杂。本文主要对非饱和黄土在浸水入渗条件下的渗流规律研究,通过自制的孔隙气压测试设备对非饱和土中孔隙气压力进行测试。研究非饱和黄土在浸水入渗条件下,不同的初始体积含水量和压实度对土中水、气运移的影响以及不同深度处的土体体积含水量和孔隙气压力的变化规律。并且结合一个现场浸水试验案例,运用Geo-Studio有限元软件中的SEEP/W模块和AIR/W两大模块耦合计算,对比分析了在考虑空气压力和不考虑空气压力时土中体积含水量和孔隙气压力的变化规律。得出以下结论:(1)浸水入渗过程中,各个深度处的体积含水量的变化规律基本一致,当湿润锋到达测点位置时,该点的体积含水量开始响应并出现陡增趋势,达到最高点后出现骤降,达到饱和后并随着水分的入渗基本保持稳定状态。(2)初始体积含水量较大时,土体中孔隙水分较多,且孔隙连通性较好,水分入渗速率较快,孔隙中空气和水的连通性对非饱和土的渗透性有很大影响。在同一条件下,当初始体积含水量一定时,土体的压实度越大,土体越密实,水流入渗速率越慢,水分到达测点位置时所经历的时间越长。(3)当压实度较小时,距离土层表面较近位置处孔隙中的气体容易突破土层逸出,距离较深位置处,由于土体的自重和水流的势能等上覆压力较大,使较深位置处孔隙气体都很难逸出。因此,不同深度处孔隙气压达到的峰值和稳定气压均不相同,深度越深,气压越大。试验表明:在同一入渗条件下,土体的压实度越大,其最大峰值气压和稳定气压越大;初始体积含水量越大,最大峰值气压和稳定气压越大。(4)运用Geo-Studio有限元软件中的SEEP/W渗流模块和AIR/W空气模块,结合一现场原位试验案例进行数值计算,分析得到:同一土层深度处,土体内的孔隙水压力和体积含水量都随水流的入渗在逐渐增大。在入渗初期,土体内部空气含量少、气压小,入渗速率较快,随着入渗的进行,水分不断占据孔隙,并将孔隙中的空气逐渐压缩,孔隙中气体产生的气压将阻碍水流的入渗,使水流入渗速率变缓,最终入渗深度远小于不考虑孔隙压力时的水分入渗深度。水流入渗深度越深,土体底部产生的气压越大,对水流的阻碍作用越强。最大空气流速一般出现在湿润锋面附近,空气流速逐渐向两边和更深的位置处递减。随着水流的入渗,湿润锋底的空气流速将达到最大流速并维持稳定,并且随着湿润锋不断向下方推移。