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非饱和软土层中的渗流问题，是近年来非饱和土力学中重要的研究内容之一。如何实现气体通过饱和一非饱和粘性土层中的渗流研究，对于固一液一气多相耦合理论应用研究具有重要的工程价值和学术意义。
在有关气体渗透工程中，压气沉箱工法施工较有代表性，而且压气沉箱工法在我国至今未见到过有关工程实例报道，施工期间气体渗透参数的确定方法也未见公开发表。本文以压气沉箱工法施工为模拟背景，主要通过全过程渗压室内试验来了解压气沉箱工法施工期间饱和粘性土中气体渗透行为，通过同济大学自行研制的土壤气体渗透测试系统实验室测定法(稳态法)，获得了不同固结压力状态下(400—600-800-1000-1200kPa)的气体渗透参数，建立了气体渗透流量与气压梯度之间的依赖方程，研究了饱和粘性土的气体渗透规律，初步解决了压气沉箱工法施工设计中气体渗透参数的取值问题。
本项研究对上海典型土层(②、⑧、④、⑤．、⑤2、⑤3、⑧)共7层土进行了非饱和土一水特征实验和气体渗透试验，获得了含水土层从饱和到非饱和过程中气体渗透变化情况的基础资料。
本文针对含水土层中的气、水运移规律，采用室内理论分析、室内实验研究以及非饱和多相流数值模拟研究等方法，所获得的相关渗透参数以及气水运移规律可直接用于指导压气沉箱法设计与施工。
对气体在含水土层中运移的理论分析表明：
(1)空气在饱和粘性土层中流动的主要通道是土中的孔隙。在压力梯度的驱动下，气体沿压力降低的方向作层流流动，其流动规律近似符合达西定律。对于低渗透情况可以通过改进达西定律来描述。空气在饱和粘性土层中流动，除了空气外，还存在水，即气、水两相以各自独立的相态流动。
(2)空气在饱和粘性土层中流动主要有三个阶段：单相水流阶段、非饱和单相流阶段、非饱和气水两相流阶段。
(3)土层中气、水渗透系数之问满足：Ka=μw/μaKw，渗气系数要大于土的水力渗透系数值约1～2个数量级。在20~C时，气、水渗透系数的定量关系即：Ka=53×Kw。
(4)根据包承刚等的“气相四形态”划分“气相四形态”划分原理，将气体在土中渗透存在性念根据SWCC分为：气相边界效应段、气相内部连通段、气相部分连通段、气相完全连通段。
在含水土层中进行气体渗透施工时，气体为内部连通状态应是合适状态，其施工压力应满足：(Pc+H)
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