天然地表土通常处于非饱和状态,特别在干旱及半干旱地区。非饱和土材料广泛应用于路基、建筑物地基、垃圾填埋场和核废料深层地质处置等工程领域。非饱和土的工程性质研究已成为土力学的主要研究方向之一(Fredlund和Rahardjo,1993)。
非饱和土材料在受外荷载、降水渗透、地下水毛细作用后,其工程性质,尤其是土水特性均会发生变化。同时,在非饱和土应力应变关系模拟中,非饱和土土-水特性的改变也会进一步影响土体变形、渗透及强度等特性。因此,研究非饱和土的水力特性尤为重要。非饱和土的土-水特性,即保水特性,通常用土-水特征曲线SWRC(Soil-Water Retention Curve)来表示。土-水特征曲线是描述非饱和土吸力(s)与湿度状态,如饱和度(S r )、质量含水率(w)或体积含水率(θ)之间的关系曲线。土-水特征曲线与土的矿物成分、颗粒粗细和孔隙结构等因素有关。对于某一特定土样,在不考虑温度影响时,孔隙结构是影响土-水特征曲线的主要因素。土-水特征曲线在非饱和土力学的应用中发挥着重要作用,与非饱和土的渗流、体变和强度特性有着密切的关系。