陈楷文，王 勇，闫 锴，杨志勇

(1.桂林理工大学土木与建筑工程学院，桂林 541004；2.中国科学院武汉岩土力学研究所，岩土力学与工程国家重点实验室，武汉 430071)

浅层气是指埋藏深度比较浅、储量比较小的一类天然气资源，主要分布于中国江浙沿海一带。地质资料表明，杭州湾地区的第四纪全新世和晚新世地层中广泛分布有浅层气气藏，根据甲烷、乙烷的碳同位素判别浅层气属于生物成因气，主要成分为甲烷[1-2]。沉积物中的有机质经厌氧菌的生物化学作用，产生生物气，经过运移、富集，储集在附近的砂层透镜体或厚砂层顶部，形成了较大面积的浅层气气藏，压力最高可达0.5 MPa[3]。在浅层气气藏区域进行工程作业会面临许多风险，如在已建成的杭州湾公路大桥的前期地质勘探过程中，钻探时发生多次浅层气强烈井喷、燃烧现象，使施工作业受阻。砂体是浅层气的良好储集层，储有浅层气的砂土可称之为储气砂。因其水气各自连通，但气相与大气压隔绝，且压力明显高于大气压，具备这种特殊孔隙气相的储气砂土可视为一类特殊的非饱和土[4]。孔令伟等[5]指出这类特殊非饱和土的三相属于非饱和土中的双敞开系统，因而可基于非饱和土理论来分析储气砂土的工程特性。在描述非饱和土的力学特性时，首先需要研究非饱和土的持水特性，可以利用土-水特征曲线(soil water characte-ristics curve，SWCC)推导非饱和土的渗透性、抗剪强度和持水系数等参数[6]。

目前关于非饱和土的持水特性研究主要针对对象是黏土，砂土则相对少一些[7-9]。……