非饱和土

摘要： 吸力是非饱和土土力学研究的理论基础,从土颗粒的微观接触模型入手研究非饱和土的吸力具有重要的理论意义和实用价值。以往非饱和土吸力的研究大多是建立在等粒径球形颗粒模型的基础上,实际上,土体的颗粒大小并不相等。本文以不等粒径球形颗粒模型为基础,从理论上推导出的微观湿吸力与饱和角、接触角、颗粒半径间的关系式,并进行了定量计算。计算表明,当粒径比相等时,微观湿吸力随颗粒半径的增大而减小,随饱和角的增大而减小,并且存在最大饱和角,当饱和角趋近于最大饱和角时,微观湿吸力趋向于零。

摘要： 绍兴地区存在大量湖沼与海相沉积软黏土层,上部土层多为非饱和土,其土性较饱和土复杂多变.采用全自动非饱和土三轴仪,对绍兴地区非饱和黏土重塑样进行一系列控制基质吸力的三轴固结排水剪切试验.研究结果表明,控制基质吸力与净围压条件下应力-应变关系曲线呈应变硬化型,没有明显的破坏点,在轴向应变达3%之前,曲线斜率较大,之后逐渐减小.在试验条件范围内,非饱和黏性土强度参数黏聚力相较于有效内摩擦角对基质吸力的增大更为敏感,黏聚力值增幅大于有效内摩擦角值.在三轴剪切过程中,体积应变呈现剪胀现象,基质吸力越大,净围压越大,体积应变就越大.基质吸力引起的体积应变小于由净围压引起的体积应变.

摘要： 真实的地基土体-隧道系统中土体及结构性质往往沿线路纵向变化.为考虑土体与结构沿纵向的变化特性,提出了一种非饱和土-结构系统动力响应分析的多耦合周期性有限元法.首先基于非饱和土的实用波动方程,采用Galerkin法推导了单节点5个自由度的非饱和土u;-p;-p;格式有限元表达式,相比于单节点9个自由度的u;-v-w格式有限元表达式,节省了计算资源.其次引入复拉伸函数,构建完美匹配层边界单元截断无限域.最后采用多周期性模拟结构沿纵向的变化特性,引入自由波传播理论,结合各周期性结构间的连续性条件,实现纵向各周期性结构间的耦合.通过与既有的2.5维有限元-完美匹配层法和波函数法的计算结果进行对比,验证了本文方法的可靠性.该方法与既有的解析、数值方法相比,具有可高效考虑结构纵向变化特性的优点.基于该方法,以非饱和土-隧道-隔离桩系统为例,讨论了隔离桩的减(隔)振效果,结果表明:与咬合桩相比,考虑隔离桩桩间距后地表动力响应规律有所改变,因此在进行地铁隧道系统振动响应预测时,应考虑系统结构沿纵向的变化特性.

摘要： 相对渗透系数与土水特征曲线(SWCC)是研究非饱和流的重要参数,利用毛细管系统研究渗流已经成为研究相对渗透系数的重要方法之一。在用毛细管系统代替土孔隙的假设上,基于杨-拉普拉斯方程和分形理论,对传统的毛细管系统含水量模型作出改进,考虑非饱和孔隙的含水量,提出一个预测非饱和土相对渗透系数的模型。利用4组试验数据对提出的相对渗透系数预测模型进行验证,用均方根偏差(RMSD)评测试验数据与预测数据之间的误差,结果表明4组数据的RMSD均<0.025,说明该模型具有预测非饱和土相对渗透系数的实际意义。

摘要： 为明确干燥蒸发过程中膨胀土边坡挡墙侧向土压力的变化规律,提出简单有效的侧向土压力预测方法。首先,基于非饱和土力学双应力变量理论,分析脱湿过程中不同深度土体单元的应力状态,阐明膨胀土收缩变形对挡墙侧向土压力的影响机制和膨胀土中裂隙的发育机理,提出膨胀土开裂深度的计算方法;其次,假定膨胀土的增湿膨胀变形和脱湿收缩变形完全可逆,通过叠加法建立干燥蒸发条件下挡墙侧向土压力的计算模型;最后,考虑吸力和挡墙粗糙度的影响,改进朗肯土压力理论,建立4种工况下的挡墙主动土压力计算模型。研究结果表明:膨胀土中裂隙的发育由表及里,先竖后横,且开裂深度可由土体含水状态确定;在干燥蒸发条件下,挡墙侧向土压力的分布可根据吸力变化曲线计算得到,利用所建立的计算模型得到的预测值与工程实测值吻合良好;主动土压力受膨胀土脱湿程度和挡墙面粗糙度的影响,与脱湿程度呈负相关,与挡墙面粗糙度呈正相关,4种工况下主动土压力均可由土体的工程性质结合吸力变化曲线计算得到。

摘要： 以压实黄土为研究对象,通过一系列浸水后的压缩变形试验研究了不同初始含水率、初始干密度和竖向压力对非饱和压实黄土浸水后变形特性的影响.结果表明:非饱和压实黄土在相同竖向压力条件下,浸水压缩稳定后的状态与初始状态无关;压实黄土浸水后产生压缩变形的起始点压力值主要受试样初始干密度影响,而终止点压力值主要受初始含水率影响.其次,根据不同初始状态非饱和压缩曲线的相互关系,给出了考虑初始含水率和孔隙比影响的屈服应力计算方程.最后,基于非饱和压实黄土浸水前后的变形特性,提出了定量化描述压实黄土浸水后压缩变形起始点和终止点压力值的计算模型.

摘要： 相对渗透系数是描述非饱和土水力特性的重要参数之一,然而在传统非饱和土相对渗透系数研究中着重研究了湿润相的渗流特性,而非湿润相的渗流特性研究较少。为研究非饱和土壤多相流运移特征,将土壤孔隙简化为一簇服从分形定律的迂曲毛细管,通过建立液相与气相在多孔介质中的输运特征模型,结合Young-Laplace方程与Buckingham-Darcy定律得到了非饱和土的液相与气相的相对渗透系数模型。该模型仅包含2个参数,其物理意义明确且均可通过试验测得。最后通过8组试验数据对提出的模型进行验证,结果表明提出的模型可较好地描述非饱和土多相渗流特征,验证了其合理性与适用性。

摘要： 为了解决伊敏露天矿生产调节蓄水池坝体边坡的渗流及稳定性问题,基于现场实际调查,采用数值模方法研究得出坝体内部的孔隙水压力变化趋势、渗流量、渗流路径等重要数据,并将这些数据代入边坡稳定安全系数的计算中。结果表明:在渗流场和应力场耦合作用下,水位抬升会造成坝体边坡的稳定性下降,并基于此结论提出了防治建议。

摘要： 张力计的反应时间可用于估算非饱和土的渗透系数,并可作为张力计选型的评判依据.为了更加合理且便捷地确定张力计的反应时间,先通过不同含水量条件下的泾阳黄土、定边黄土以及毛乌素砂土的土柱试验测定张力计的响应曲线,再利用半经验图解法与结合通用全局优化(UGO)算法的数值优化方法来确定反应时间,并探讨了数值优化方法的实用价值及其局限性.研究结果表明,张力计的响应曲线可分为张力计安装扰动段、压力反应滞后段以及稳定平衡段,其中,压力反应滞后段建议采用4次多项式函数拟合,而稳定平衡段则采用线性函数拟合.数值优化计算结果表明,在一般情况下,Levenberg-Marquardt优化法(LM+UGO)、BFGS准牛顿优化法(BFGS+UGO)与共轭梯度优化法(CGM+UGO)的拟合程度高,用时短,但对于数据抖动幅度较大或存在突变型曲线特征等复杂形式的张力计响应曲线,数值优化算法不易获得较理想的结果,此时仍需借由经验判断才能确定合宜的反应时间.

摘要： 为了研究降雨与库水位涨落2种因素耦合作用下非饱和复杂土质库岸边坡的渗流与稳定性问题,基于ABAQUS软件建立了含砂层边坡计算模型;研究了在降雨强度分别为48.0、72.0、100.8 mm/d,库水位升/降速率分别为0.5、1.0、1.5 m/d条件下,库岸边坡的渗流场特性和稳定性。结果表明:单因素影响下,降雨强度越大或水位下降速率越大,库岸边坡稳定性越差;降雨与蓄水(库水位上升)耦合作用下,降雨强度及蓄水对库岸边坡稳定性的影响相对较小;降雨与库水位下降耦合作用下,水位下降是引起库岸边坡稳定性快速下降的主导因素,且库岸边坡稳定性随着降雨强度的增大而降低;渗透力的作用促进了含砂层边坡坡体塑性区的贯通,极大地削弱了库岸边坡稳定性。

摘要： 土的抗剪强度是土骨架的抗剪强度,由土骨架应力决定.由于孔隙流体压强和其它外力对土的抗剪强度和变形的贡献不同,将土骨架应力定义为不包含孔隙流体压强的所有其他外力作用产生的土骨架应力,简称外力土骨架应力.已经通过土体混合体以及分相的平衡方程等不同方式推得土骨架应力与总应力及孔隙流体压强之间的关系方程,并且表明:对于饱和土外力土骨架应力就是太沙基的有效应力.对于非饱和土,孔隙流体压强对抗剪强度的作用可以忽略不计,外力土骨架应力决定抗剪强度和变形.本文通过重新分析已经发表的其他研究者的试验数据,证明无论是在饱和还是非饱和状态,土骨架应力决定土的抗剪强度.同时还以硅微粉为研究对象,取干密度相同而含水率不同的压实土样进行固结慢剪试验,用饱和状态的抗剪强度参数,根据土骨架应力预估非饱和状态的抗剪强度.抗剪强度的试验结果和预测值具有很好的一致性,再次证明土骨架应力决定土的抗剪强度.

摘要： 在工程活动中,如何处理非饱和土渗流问题一直以来都是一个热点话题.大多数的工程问题其范围都为不规则形状,传统数值方法如有限元法等遇复杂工程问题会存在网格畸变问题,多元径向基底函数法(MQRBF)不需要构建网格可解决复杂边界问题.目前,国内外利用MQRBF模拟工程问题有不少研究,但针对非饱和土渗流问题研究较少.本文依据土水特征曲线中的Gardner模型推导线性化非饱和土渗流控制方程,克服非饱和土壤渗流方程非线性化,基于MQRBF对线性化控制方程及边界条件进行离散,计算分析非饱和土壤中的孔隙水压力分布规律,并通过与解析解的对比,验证该方法在渗流领域的可行性.研究结果表明:(1)基于MQRBF的非饱和土渗流问题的数值模拟结果与文献中的结果基本吻合,验证了MQRBF模拟非饱和土渗流问题的精度及有效性;(2)互层土壤问题中,土壤渗透性差异较大,但该方法不会产生奇异矩阵,数值结果也能得到很好地收敛.研究结果为探索非饱和土渗流问题提供了一种新的数值模拟方法.

摘要： 基于等应变条件下非饱和土的三维轴对称固结理论,建立了桩间为非饱和土的不透水桩复合地基固结方程.采用有限Fourier 正弦变换法得到了非饱和土不透水桩复合地基固结的解析解,最后分析了桩体及非饱和土体参数对复合地基固结性状的影响.研究表明:等应变条件下非饱和土不透水桩复合地基在固结过程中仅存在竖向渗流,且气、液相径向渗透系数的变化对复合地基的固结过程不产生影响;非饱和土不透水桩复合地基的固结速率高于天然非饱和土地基,且桩径比或桩体体积压缩系数越小,复合地基的固结速率越快,沉降量越小;而气-液相渗透系数之比越大,复合地基在固结前中期的固结速率越快,固结后期则逐渐趋于一致,但最终沉降量相同.

摘要： 非饱和土有效应力原理对于非饱和土力学具有奠基性的意义.虽然现有的非饱和土有效应力公式种类很多,但是同时具有一定理论基础和明确物理意义的非饱和土力有效应力公式并不多,而且其适用性有待进一步的验证.为此,本文首先简要概述了非饱和土有效应力公式的演化历程,并对几种典型的非饱和土有效应力公式的理论依据及物理意义进行了讨论,通过比较发现邵龙潭采用连续介质力学理论推导得到的饱和与非饱和土统一的有效应力公式与1996年Vanapalli所提出的半经验公式在形式上相似,但是前者却阐明了非饱和土有效应力的物理意义即不包含孔隙流体压强作用的土骨架应力.将该公式与四参数Van Genuchten模型进行结合分别对膨胀土、粉质粘土、粘质砂土以及灰质粘土四种不同种类的非饱和土的抗剪强度进行了预测.结果表明在试验精度范围内,理论预测值与试验值吻合较好,从而验证了该公式在试验和工程中具有良好的适用性.

摘要： 本文从理论上论证了Vanapalli和Fredlund提出的非饱和土抗剪强度公式,并且引用已经发表的试验数据验证了公式的适用性.在土骨架应力的定义中分离考虑孔隙流体压强和其他外荷载的作用,将由不包含孔隙流体压强的其他外荷载作用产生的应力称为外力土骨架应力.土骨架的抗剪强度(即土的抗剪强度)包含外力土骨架应力的贡献和孔隙流体压强作用的贡献,两者的作用效果不同.在孔隙流体压强作用的贡献可以忽略时,土的抗剪强度由外力土骨架应力决定.本文阐释了分离考虑孔隙流体压强作用和其他外荷载作用定义土骨架应力的理由,推导了外力土骨架应力与总应力和孔隙流体压强之间关系的表达式.讨论了外力土骨架应力和孔隙流体压强作用对抗剪强度的贡献,得到土的抗剪强度公式,进而得到外力土骨架应力表示的土的抗剪强度公式.对于饱和土,外力土骨架应力就是有效应力.对于非饱和土,引用多组已经发表的抗剪强度试验数据,证明外力土骨架应力决定土的抗剪强度.指出了应用土水特性曲线预估非饱和土的抗剪强度的局限性.

摘要： 本文对三轴试验中土样体积变化的测量方法进行了比较全面的介绍,将各种方法进行了分类总结.对于其中典型的方法简述了其基本原理、发展历史、优缺点等方面的内容.文中不仅介绍了发展比较成熟的方法,如:双室测量系统、各种应变传感器测量方法.还介绍了当前比较热门的非接触式测量方法,如:数字图像分析、摄影测量.最后,还介绍了几种能够借鉴使用的方法,如:数字图像相关、粒子图像测速法.这些方法各有其优势,对其有一个简要的了解,以期方便在进行具体研究时有恰当的选择.

摘要： 纤维加筋是近些年发展起来的一种土质改良技术,系统掌握纤维加筋土的力学性质对评价纤维加筋土工程的稳定性和进一步推广该技术在工程中的应用具有重要意义.为了了解纤维加筋的剪切强度特性,以非饱和黏性土为研究对象,以聚丙烯纤维为加筋材料,在控制含水率和干密度条件下开展了一系列直剪试验.借助扫描电镜,从微观的角度探讨了纤维的增强机理,并对相关宏观力学性质进行了分析.结果表明:纤维加筋能有效提高土体的抗剪强度,且抗剪强度随纤维掺量的增加而增加;相对于内摩擦角,纤维对黏聚力的增强效果要明显得多;纤维加筋土的抗剪强度随含水率的增加而减小,随干密度的增加而增加;总体上,低含水率和高密实度条件有利于发挥纤维的拉筋效果,提高纤维对强度的贡献.此外,纤维加筋在提高土体峰值剪切强度的同时,还能增加土体破坏时对应的应变及破坏后的残余强度,改善土体的破坏韧性.由扫描电镜分析可知,单根纤维一维拉筋作用和纤维网三维拉筋作用是纤维加筋土的主要增强机理,增强效果则取决于纤维-土界面力大小;剪切面上的纤维在剪切过程中呈现拔出和拉断两种失效模式.

摘要： 为了揭示非饱和土在自然环境和轴平移环境两种条件下,基质吸力测试数据存在差异的原因,分别研究了表面张力系数和难充水微孔隙在相同吸力作用下对含水量的影响.一方面,表面张力系数随压力的增大而小幅减小,同一基质吸力条件下采用轴平移技术时对应的含水量较自然状态有偏小的趋势.另一方面,由于一端封闭微孔隙的存在,较高的孔隙气压力必然促使土中水进入部分难充水微孔隙,从而同一基质吸力条件下轴平移技术对应的含水量较自然状态又有升高的趋势.因此,在特定基质吸力条件下,轴平移方法得到的含水量较自然状态偏大还是偏小取决于上述两方面的综合效应.毛细上升试验和针对一端封闭微孔隙模型的研究表明,一端封闭微孔隙的存在对土水特征曲线的影响远远大于表面张力系数变化的影响.针对石英砂、砂土和黏土的两种SWCC测试结果表明,随土颗粒逐渐变细,轴平移技术对SWCC的影响越来越大.从而进一步印证,张力计法和轴平移方法在测试黏土土水特征曲线方面存在差异的原因在于一端封闭微孔隙的存在。

摘要： 为了研究吸力变化及石灰改性对非饱和高塑性粘土体变和抗剪强度特性的影响,利用轴平移技术,对静力压实和石灰改性的土样开展一系列三轴试验,即各向同性压缩试验、等吸力剪切试验、等含水率剪切试验.试验用土为著名的伦敦粘土,以相同的目标孔隙比制备试样.最后,在弹塑性非饱和土框架内,根据试验结果,对吸力和石灰诱导胶结作用的影响进行评估和量化.

摘要： 准确、合理地预测路基工后沉降是高速铁路建设的关键,现场观测数据表明在不同非饱和土地区路基沉降曲线线形变化较大,传统常用沉降预测评估方法对非饱和路基有一定的局限性.基于实测沉降曲线规律,提出了一个适用于非饱和土路基的沉降预测模型.分析了非饱和地基沉降预测模型的特点,给出模型的求解方法.结合兰新铁路第二双线LXS-15标段长期测试数据,采用提出模型分别在施工完成3月及6月后进行评估预测,依据相关系数、偏差度、稳定度等指标并结合后续2年左右的实测数据,讨论了模型的预测精度和特点,预测结果表明所提出的非饱和土预测模型具有较好的科学性和适用性.

摘要： 本发明涉及非饱和压实土过渡区土水特征曲线的快速测定方法，包括步骤：S1、量测土试样的初始孔隙比e0和比重Gs，再通过压汞试验，测得累计汞压入体积量与孔径的关系曲线；S2、根据Young‑Laplace方程换算出基质吸力与孔径的关系；S3、依据土力学基本定义，利用压汞试验测得的累计汞压入体积量表示试样各个吸力对应的饱和度或含水率。本发明的有益效果是：通过对一定初始孔隙比的土试样进行压汞实验，得出累计汞压入体积量与孔径的关系曲线，再结合Young‑Laplace方程和土力学基本定义，即可实现对不同孔隙比的非饱和压实土过渡区土水特征曲线的快速测定，整个试验过程仅需1‑2小时，方法简单易行，而且量测结果精度较高。

摘要： 本发明提供了一种饱和非饱和土水特征参数测试装置及实验方法，该测试装置包括饱和土水特征参数测定装置和非饱和土水特征参数测定装置：该实验方法包括以下步骤：测定饱和土水特征参数的步骤和测定非饱和土水特征参数的步骤。本发明的有益效果为：本发明既可以用于土样测试饱和土的渗透系数，也能用于土样非饱和土水特征参数的测试；可一样两用、更换及使用操作简单，可节约实验制样和测试时间，提高实验效率；可用于粒度较大土体的土水特征参数测试，如碎石土、粗粒土、砂砾土等。

摘要： 本发明提供一种基于核磁共振曲线的饱和土和非饱和土渗透系数预测方法。结合渗透试验和核磁共振实验对饱和土渗透比例常数kc进行标定，实现了利用饱和土的T2分布曲线预测饱和土渗透系数；对于不同含水量状态土体的非饱和渗透系数的预测，需要对这些含水量状态下的土体分别进行核磁共振实验，利用某一状态下土样的T2分布曲线预测该状态下的相对渗透系数，进而得到非饱和渗透系数的预测值。此外，本发明还提出了T2分布曲线出现缺级现象时的处理方法，提高了预测精度。本发明所述方案能够克服试验直接测定饱和土体及非饱和土体渗透系数时产生的人力和物力以及大量时间的消耗，克服了现有的渗透系数预测方法以经验法为主且预测精度较低的缺点。

摘要： 本发明涉及一种基于轴平移的非饱和土渗透系数和土水特征曲线的同步测量方法，包括1）制备饱和土试样并测其渗透系数；2）选用陶土板，测量陶土板的饱和渗透系数；3）根据饱和土样的渗透系数与饱和陶土板渗透系数的比例关系，确定饱和土试样横截面面积；将最小进气值的陶土板和饱和土试样装入压力板仪中，施加小于陶土板进气值的不同基质吸力，测量溢出水的质量和平衡时间，计算不同基质吸力下非饱和土试样的渗透系数；5）绘制横轴是基质吸力，纵轴为非饱和土试样的渗透系数的关系图。本发明不仅有利于非饱和土渗透系数的测定、而且对研究非饱和土的其它方面有着重要的意义。

摘要： 本发明提供了一种饱和非饱和土水特征参数测试装置及实验方法，该测试装置包括饱和土水特征参数测定装置和非饱和土水特征参数测定装置：该实验方法包括以下步骤：测定饱和土水特征参数的步骤和测定非饱和土水特征参数的步骤。本发明的有益效果为：本发明既可以用于土样测试饱和土的渗透系数，也能用于土样非饱和土水特征参数的测试；可一样两用、更换及使用操作简单，可节约实验制样和测试时间，提高实验效率；可用于粒度较大土体的土水特征参数测试，如碎石土、粗粒土、砂砾土等。

摘要： 本发明提供一种基于核磁共振曲线的饱和土和非饱和土渗透系数预测方法。结合渗透试验和核磁共振实验对饱和土渗透比例常数kc进行标定，实现了利用饱和土的T2分布曲线预测饱和土渗透系数；对于不同含水量状态土体的非饱和渗透系数的预测，需要对这些含水量状态下的土体分别进行核磁共振实验，利用某一状态下土样的T2分布曲线预测该状态下的相对渗透系数，进而得到非饱和渗透系数的预测值。此外，本发明还提出了T2分布曲线出现缺级现象时的处理方法，提高了预测精度。本发明所述方案能够克服试验直接测定饱和土体及非饱和土体渗透系数时产生的人力和物力以及大量时间的消耗，克服了现有的渗透系数预测方法以经验法为主且预测精度较低的缺点。

摘要： 一种垂直饱和与非饱和土柱入渗试验装置，包括试验土柱、第一马氏瓶及第二马氏瓶，所述第一马氏瓶连接该试验土柱的底部，所述第二马氏瓶连接该试验土柱的顶部，所述试验土柱包括底部的粗砂部、上部的土壤部、及该粗砂部与土壤部之间垫设一间隔层，所述土壤部装有土壤，所述粗砂部装有粒径为2~7mm的砂砾石，所述土壤部的侧壁沿试验土柱的垂向设若干排取样孔，所述粗砂部设有若干垂直排布的出水孔；本发明还包括一种垂直饱和与非饱和土柱入渗试验装置的试验方法；本发明通过第一马氏瓶、第二马氏瓶、试验土柱的粗砂部及土壤部的设置，准确模拟田间土壤和地下水之间的关系。

摘要： 本发明公开了一种基于土水特征曲线的非饱和土挡土墙抗倾覆验算方法，采集挡土墙背后不同类型的非饱和土样；基于常规试验获得土样的干密度及含水率以及土样饱和时的有效内摩擦角、有效粘聚力；采用常规应力板仪得到采集土样含水率与基质吸力，基于土水特征曲线获得采集土样初始含水率的基质吸力和黏聚力；基于非饱和土体单元考虑孔隙压力影响的应力状态以及主动极限状态，得到考虑基质吸力的非饱和土体的主动土压力；由非饱和土体主动土压力作用点与倾覆点的距离，得到非饱和土体产生的倾覆力矩；由挡土墙自身重力对倾覆点产生的抗倾覆力矩，得到非饱和土体挡土墙的安全系数。本发明能够考虑挡土墙后为非饱和土时的基质吸力，从而设计上更为合理。

摘要： 一种垂直饱和与非饱和土柱入渗试验装置，包括试验土柱、第一马氏瓶及第二马氏瓶，所述第一马氏瓶连接该试验土柱的底部，所述第二马氏瓶连接该试验土柱的顶部，所述试验土柱包括一底部的粗砂部、上部的土壤部、及该粗砂部与土壤部之间垫设一间隔层，所述土壤部装有土壤，所述粗砂部装有粒径为2~7mm的砂砾石，所述土壤部的侧壁沿试验土柱的垂向设若干排取样孔，所述粗砂部设有若干垂直排布的出水孔。本实用新型通过第一马氏瓶、第二马氏瓶、试验土柱的粗砂部及土壤部的设置，准确模拟田间土壤和地下水之间的关系。

摘要： 本实用新型涉及一种观察和测量非饱和土的桩土相互作用的实验装置，属于桩土测试实验技术领域。本实验装置，包括：桩体、加载装置、透明模型箱、用于监测桩体受力情况的传感系统和PIV观测系统；透明模型箱内设有非饱和土地基，桩体竖直设置，桩体的下端插设在非饱和土地基中，加载装置安装在透明模型箱上，加载装置的输出端与桩体的上端和非饱和土地基连接，传感系统的输入端设在桩体上和非饱和土地基中，PIV观测系统的输出端朝向透明模型箱。本实验装置能够观测并记录竖向荷载与循环竖向荷载作用等条件下桩周土的位移形变与桩身的相关各类参数变化情况，利于评估非饱和土的桩土相互作用。