非饱和土是由土体颗粒构成基本骨架的多孔多相介质,其颗粒间存在许多孔隙,而这些孔隙可以为液体、气体所填充。非饱和多孔多相介质广泛存在于自然界及岩土工程问题中,其力学性质及动力渗流过程对于诸如由洪水或暴雨诱发的边坡失稳问题(包括泥石流、山体滑坡等),以及隧道开挖造成地面坍塌的产生和发展具有重大影响。因此非饱和土的研究对于发展和改善地质灾害的预防和预警机制有着重大意义。在非饱和土的经典Cauchy多孔连续体模型的基础上引入连续体固相的独立旋转自由度和微曲率等运动分量以及相应的能量共轭偶应力等动力分量,得到了非饱和土的Cosserat多孔连续体模型。基于固体骨架的动量(动量矩)守恒方程,孔隙水、孔隙气的质量守恒方程,以及基于摒弃了被动空气假定的Cauchy多孔连续体非饱和土广义Biot理论,推导了非饱和土多孔介质动力渗流耦合分析的Biot-Cosserat连续体控制方程。分别通过Galerkin加权余量法以及Newmark积分方法对所发展模型的控制方程进行了空间离散及时间离散,推导了以节点位移(包括独立旋转自由度)、孔隙水压力以及孔隙气体压力为基本未知量的有限元公式。为了避免非饱和土动力渗流耦合分析u(ω)-pw-pa混合有限元公式等低阶插值所导致的压力场虚假数值振荡问题,本文采用了不等阶插值方式。对于位移(包括旋转自由度)采用二阶等参有限元,即八节点四边形等参元；而对孔隙水压力和孔隙气体压力则采用低阶的四节点四边形等参单元插值近似。数值算例的结果表明所提出的数学模型及发展的有限元方法对于模拟非饱和土动力渗流祸合分析过程具有可适用性。