1.一种不同水力梯度下黏土饱和非线性渗透系数的预测方法，其特征在于：所述不同水力梯度下黏土饱和非线性渗透系数的预测方法包括以下步骤：

1)通过压力板仪实验，测得土样的土-水特征曲线，将土-水特征曲线按体积含水率划分为n等分，每等分对应不同孔径级别的孔隙通道；

2)基于Young-Laplace方程及土体孔隙中自由水的流动要克服黏性土孔隙的粘滞阻力特点，得出起始水头与进气值的关系，并通过GDS实验测得土样的起始水头，得出进气值与渗透水压的修正系数；

3)通过GDS实验，测得所用土样在最大水头压力下的饱和渗透系数ks，根据步骤1)测得的土水特征曲线得出的体积含水率以及经过步骤2)修改正后的起始水头之间的关系，结合T-K饱和渗透系数模型，反算出综合渗透比例常数kc；所述同一类型土样的综合渗透比例常数kc为一个定值；

4)利用步骤3)获得的综合渗透比例常数kc计算每级孔隙通道的渗透系数。

2.根据权利要求1所述的不同水力梯度下黏土饱和非线性渗透系数的预测方法，其特征在于：所述步骤1)的具体实现方式是：通过压力板仪测得的数据点，利用Matlab软件通过VG三参数模型求得拟合参数，将拟合参数带入到origin中拟合得到完整的土-水特征曲线；

在已知特定干密度土-水特征曲线实测值的基础之上，将土-水特征曲线从实测最小体积含水率θmin到实测最大体积含水率θmax，将土-水特征曲线划分为n等分；其中体积含水量改变量是Δθi＝θi+1-θi；其相应的等效基质吸力为Ψi＝(Ψx+Ψy)/2，其中Ψx、Ψy为某级基质吸力的上下界限基质吸力；θi是第i级水力梯度下的体积含水率；θi+1是第i+1级水力梯度下的体积含水率；

其中，VG三参数模型为：

式中：

Θ为标准化含水量；

Se为有效饱和度；

a、n、m均为拟合参数；

Ψ为基质吸力。

3.根据权利要求2所述的不同水力梯度下黏土饱和非线性渗透系数的预测方法，其特征在于：所述步骤2)的具体实现方式是：将土体中孔隙视为圆柱体，则起始水头就是水在孔隙中克服粘滞阻力形成的抗剪强度τs，圆柱体的孔隙中的自由水要流动，就是圆柱体上下部压力与圆柱体周围抗剪强度所产生的力的比较，即：τs×2πrl＝(P1-P2)×πr2    (a)(a)式变形得：

式中：

τs为克服粘滞阻力形成的抗剪强度；

l为孔隙高度；

r为孔隙半径；

ΔP为起始水头；

P1、P2分别为孔隙上下部压力；

而Young-Laplace方程指出：式中：

Ψ为基质吸力；

TS为表面张力；

α为接触角；

r为孔隙半径；

结合(b)式和(c)式，起始水头与孔径成反比，与进气值存在一个正比关系；

P＝c×ψa     (1)

式中：

P为起始水头；

Ψa为对应干密度的进气值；

c为修正系数；其中 对相同土样c值相同；

为了求得此参数c，制备多组相同干密度的平行试样，将其饱和后设置不同压力差下进行GDS渗透试验；将渗透系数突然增大的压力差视为起始压强水头；此时该起始水头对应于该干密度土样的进气值，即土体开始发生排水，渗透发生的压力值。

4.根据权利要求3所述的不同水力梯度下黏土饱和非线性渗透系数的预测方法，其特征在于：所述步骤3)的具体实现方式是：将制备的一定干密度的土样，通过真空泵饱和后，借助GDS实验测得最大水头压力下的饱和渗透系数ks；将通过VG三参数模型拟合得出的土-水特征曲线，在等分体积含水率相同的情况下，通过拟合出的曲线方程反算求出每个体积含水率对应的基质吸力的Ψx、Ψy。。。，再由每级基质吸力的上下界限基质吸力Ψx、Ψy求出其Ψi；通过T-K模型求得的每个不同的Ψi作为土体中对应的孔隙渗流的理论的等效起始水头，通过(1)式将土体中对应的孔隙渗流的起始水头修正为饱和土体的起始水头；由于Ψa为土体的进气值，进气值作为土体开始进行排水的指标，而起始水头作为孔隙开始发生渗流的指标；由(c)式可知，不同的孔径r对应不同的基质吸力Ψ，因此，土-水特征曲线作为反映土体孔隙通道分布的指标，即基质吸力大小视为土体孔隙通道大小的间接指标，孔隙通道越大，基质吸力越小，孔隙通道越小，则基质吸力越大；由(1)知起始水头与进气值成正比，所以对于不同的孔隙通道的起始水头不同此时(1)式变为；

Pi＝c×ψi    (2)

通过T-K饱和渗透系数模型，求得该种土样的综合渗透比例常数kc：式中：

kc为综合渗透比例常数；

ks为饱和渗透系数；

Δθi为第i级水力梯度下的体积含水量改变量；

Ψi为第i级水力梯度下的等效起始水头；

j为第j级空隙；j≤n。

5.根据权利要求4所述的不同水力梯度下黏土饱和非线性渗透系数的预测方法，其特征在于：所述步骤4)的具体实现方式是：

4.1)将基质吸力修正为水压，使土体开始排水的进气值为GDS渗透试验中渗流发生的起始水头；

由水压公式：

P＝ρgh    (4)

式中：

P为水压；

ρ为水的密度1×103kg/m3；

g为重力加速度9.8N/kg；

h为取压点到液面高度，所述取压点到液面高度是水头值；

达西定律中规定：

式中：

I为水力梯度；

Δh为水头损失；

L为试样长度；

通过(c)式，不同的基质吸力对应于不同的大小孔隙通道，即将基质吸力作为反映孔隙通道尺寸的指标；由公式(2)(4)(5)得：

4.2)通过(6)式求得第i级孔隙通道的起始水力梯度；

4.3)当实际的水力梯度I达到第i级(i＞1)孔隙通道的水力梯度Ii时，第i级孔隙开始发生渗流；此时通过T-K饱和渗透系数模型的公式(3)将实际发生渗流的所有孔隙通道的渗透系数进行叠加，当实际的水力梯度越大时，叠加的渗透系数也越大；

当

有

式中：

I为实际的水力梯度；

ksi为水力梯度为I时发生渗流的1—i级孔隙通道渗透系数累计渗透系数；

kc是综合渗透比例常数；

Ψi是第i级水力梯度下的等效起始水头；

Δθi是第i级水力梯度下的体积含水量改变量；

4.4)根据(6)式判别不同大小孔隙通道是否发生渗流，即当实际水力梯度超过该级孔隙通道的起始水力梯度时该级孔隙通道才发生渗流，再结合(7)式得出不同水力梯度下的饱和非线性渗透系数。