非饱和土的测试的难点有以下5个方面:
①非饱和土是固–液–气三相复合介质,水气的赋存形态有水连通–气封闭、双开敞(各自连通)、气连通–水封闭等多种情况,测试内容大大增加,且要求各相的应力和变形分别独立控制、量测。其中孔压包括水压和气压,渗透性包括水的渗透性和气的渗透性,扩散现象包括空气在水中的扩散和水蒸气在空气中的扩散,状态变量包括应力、应变、吸力(包括基质吸力和溶质吸力)、饱和度(或体积含水量、重量含水率)和温度等,本构模型包括土骨架、水、气(如状态方程)的本构关系,强度及水气运动规律等,试验方法(应力路径)有数十种之多;
②吸力变化范围很大(从0~106kPa),大于80kPa的基质吸力的直接量测很困难(发生气穴、汽化现象);
③土样体变小、水的流速低,土样中状态量达到均衡的时间要很长,要求量测精度高、连续测试的时段长,试验历时从几小时到几天、几周,甚至几月、几年。动载作用下的测试数据几乎不能代表土样实际情况;
④气相压缩性大,不仅无孔不通,而且还能通过橡皮膜扩散,在土样水分中溶解与扩散,干扰排水量的量测,并大大增加了土样体变量测的难度(不能像饱和土那样由测排水量代替测体变);
⑤特殊土的特殊性质的测试(如湿陷性、胀缩性、负摩擦、微细结构及其损伤演化对变形强度渗透性的影响)有特殊要求和难度。
庆幸的是为了探讨非饱和土与特殊土的性质,许多学者进行了不懈的努力,研制出了形形色色的仪器设备。