已有的土工模型试验量测手段不能满足三维、实时、无损的量测需求,高密度电阻率成像法（high-density electrical resistivity tomography,简称HERT）在土工模型试验,特别是在对量测设备要求很高的离心模型试验中应用较少。本文研究了HERT测试设备实时量测非饱和渗流和污染物运移行为的可行性,特别是HERT测试设备在离心环境中正常测试的可行性,实现非饱和渗流的实时定量量测和污染物运移的实时定性量测。主要研究结果如下:1)高密度电阻率成像法能够应用于土工模型试验过程实时量测,高密度电法测试设备在离心环境下可以正常工作并保持一定的稳定性,高密度电法在渗流和污染物运移实时量测等方面有很大优势。2)标定试验确定了砂土和混合土的电阻率与饱和度的定量公式。公式的有效性和实用性已通过室内1 g模型试验结果验证,可以应用该定量公式实现电阻率和饱和度数据的转化换算,进而实现非饱和渗流的定量量测。砂土和混合土电阻率随着饱和度的变化规律存在差别,砂土电阻率随着饱和度的升高先高于混合土电阻率,后低于混合土电阻率。3)非饱和渗流过程的实时量测和定量量测,横剖面土层中心的饱和度高于周边,纵剖面模型底部饱和度最高。吸水过程和失水过程存在对称性,但是吸水过程和失水过程的接触角不同,水分重分布的电阻率低于水分入渗前初始电阻率。入渗水头、底部边界条件、土料都会影响入渗速度。增加入渗水头入渗量显著提高,入渗深度提高50%;底部为封闭边界时入渗速度随着时间的增加而减缓,而底部为流边界时入渗速度几乎不受时间的影响;混合土的渗透系数很低,即使在高水头长时间入渗的情况下,土样中饱和度的变化仍不如砂土显著。4)污染物运移过程的实时量测和定性量测,同一高度土层电阻率中间低、周边高,低电阻率区域的面积随着离子入渗不断扩大;离子在向下运移的同时也横向运移,随着深度的加深离子横向扩散范围缩小。吸附性不同的两种离子运移规律存在差异,沿模型高度自上而下K+离子电阻率降低,而Fe³⁺离子电阻率升高,因此K+离子等值线为上凸型而Fe³⁺离子等值线为下凹型。