持续降雨引起的水土流失、浅层滑坡、污染物地下迁移等不良生态现象都要求对土壤入渗规律有充分的认识,而传统试验手段难以实现土壤内部水分运移过程的可视化研究。如何刻画降雨入渗下均匀流及非均匀流（大孔隙流）的运移特征是当前迫切需要解决的难点之一。鉴于此,本文借助透明土试验技术,开展室内模型试验,主要成果如下:基于折射率原理探讨混合液质量比对透明土透明效果影响,并分析骨料微观特性。研究表明,随正十三烷与15#白油质量比递增,透明度先增后减;质量比为1:4时,透明度最高;骨料微观结构不规整,棱角分明,颗粒扁平度差异较大。验证透明材料模拟的适用性,进行透明土热传递性能分析。研究表明,同级配透明土和实际砂土在压缩和直剪性质等方面相似性较高;改造的透明剪切盒可实现直剪过程可视化,透明土运动趋势更显著;顶面和底面加热方式的温度场均呈现非线性特征,但顶面热传递效率更高,剖面热成像效果也更显著。利用立柱黑白基准参考点校正非饱和透明土剖面像素强度,并建立归一化像素强度与饱和度三段关系式。研究表明,立柱上部比下部参考点像素强度高;残余气泡会提高采集点像素强度,但整体与参考点沿柱高像素强度变化趋势一致;透明土饱和度越大,立柱剖面灰度像素强度变化的敏感性越高。考虑均匀流运移特性,分析不同柱底边界系统下透明土模型入渗的差异性。研究表明,开放式系统排气顺畅,湿润锋向下推进速度较快,而封闭式系统气压阻滞作用明显,产生空气逆流,平均饱和度较低。通气条件下对应监测点孔压随湿润锋推移均增加后趋于稳定状态,而封气条件下各监测点在湿润锋运移阶段由孔隙气压力控制,饱和锋运移阶段由孔隙油压力控制。初始含油率和降油强度均会对入渗率发挥关键作用,但影响方式各异。考虑大孔隙流运移特性,模拟降雨入渗下二维土柱及边坡的透明土模型试验,分析大孔隙特征对油分运移和坡面失稳机制的影响。研究表明,全连通比上连通大孔隙的湿润锋纵向渗透贯穿度和入渗效率更高,而下连通型无优先流产生。增加大孔隙旋转角可促进大孔隙流扩散范围,对中心切面饱和度增强效果最佳。大孔隙连通性及旋转角均会改变孔隙流体内氯离子迁移效果,不同土层深度和切面的离子浓度分布不均。大孔隙流加快了湿润锋向坡内推移速率,降低了坡面冲蚀强度,减缓了边坡失稳进程,使最终几何破坏结构演变为平面滑动。