非饱和土为地下水位以上的土,由固体颗粒、孔隙水和空气组成的三相介质,根据三者的比例不同而呈现出不同的状态和工程性质。土水特征曲线是研究非饱和土工程性质的一项重要参数,表示的是非饱和土的基质吸力与含水量之间的关系,其中含水量可以用重力含水率、体积含水率或者饱和度表示。由土水特征曲线可以推算出渗透系数和抗剪强度等重要信息。其在分析非饱和土强度、变形、渗透、边坡稳定、污染物地下迁移等问题中起到了关键的作用。本文围绕土水特征曲线展开了研究工作。1、归纳了土水特征曲线的影响因素,重点针对矿物成分及颗粒粒径、初始干密度和施加的吸力增量这三个因素展开实验研究。采用压力膜仪测定试样在平衡状态下的含水率,进而确定测试土样的土水特征曲线,分析了试验结果的差异。2、针对传统的土水特征曲线测试方法测试成本高和试验周期长的缺陷,运用动态多步流动法分别对砂土、粉土、粉质粘土和粘土进行土水特征曲线的预测,该方法的优点在于不需要试样处于平衡状态,并且只需要电脑自动记录的溢出水量与时间的关系曲线即可得到相应的参数,进而求得土水特征曲线和渗透系数这两大水力学参数。为了避免由于实验仪器的不同所造成的实验误差,试验采用瞬态保水吸水系统(TRIM)测得的平衡态土水特征曲线,并采用VG模型对其进行拟合。通过对动态多步流动法测得的土水特征曲线和平衡态法的测试结果对比,证明了动态多步流动法的可行性,该方法大大减少了试验时间,并提供了合理的吸力增量和每一级基质吸力作用下的持续时间作为参考。3、采用压汞法分析造成砂土、粉土、粉质粘土和粘土四种土样土水特征曲线差异性的微观机理。同时还测定了经过不同水力路径(即不同的吸力增量)的土样的孔径与孔径分布密度曲线,从微观上分析了原因。