为满足高速铁路高速、安全、平顺、舒适的行车要求,基础结构必须具有高度的平顺性和稳定性。路堤荷载作用下地基变形是路基工后沉降的主要来源,而工后沉降是引起基础结构长期服役性能劣化的核心因素,因此合理控制地基在路堤长期静载作用下产生的沉降变形是保证高速铁路长期、安全运营的关键。按照现有的地基沉降计算方法计算得到的理论沉降变形和工程实测变形具有显著差异,表明现有方法的精度已经难以满足高速铁路的需要,尤其对于缺乏物理力学特性试验研究和工程经验的硬塑黏土等中低压缩性土,按照目前的方法得到的理论沉降变形普遍低于工程实测变形,因此探明中低压缩性土在长期静载作用下具有时间效应的变形状态演化特征与规律,可为高速铁路无砟轨道路基工后沉降的评价与控制提供一定的理论和技术参考。在总结、整理和吸取已有研究成果的基础上,以不同应力水平下土体具有时间效应的变形状态演化规律为核心,通过应力控制式三轴仪开展了中低压缩性重塑粉质黏土的常规三轴试验、分级加载试验数据的修正技术及土体在长期静载作用下变形状态特征等方面的研究分析。本文主要工作和成果如下：(1)蠕变三轴试验是研究土体变形时间效应的重要途径,在较长时间内提供恒定的轴向荷载和围压是其基本要求,而现有的应变控制式三轴仪不能适应蠕变试验的技术特点,在总结已有改装设计应力控制式三轴仪的基础上,自行设计了一种基于固结仪改装的应力控制式三轴仪,并采用该三轴仪通过变形控制法和等时加载法两种试验方法确定三轴试验的破坏偏应力。试验表明：改装设计的应力控制式三轴仪通过砝码杠杆系统提供轴向荷载、通过高位水箱提供围压,具有较好的稳定性；通过变形控制法和等时加载法确定的破坏偏应力没有明显差别,但是等时加载法的试验操作更为方便。(2)研究土体变形时间效应问题多采用分级加载的蠕变试验,但前级加载会对后级荷载的变形产生干扰,如何考虑加载历史的影响是进一步讨论变形时间效应的关键。开展了分级加载历史引起的试样硬化和流变介质的记忆效应分析,提出累加前级变形并扣除遗传变形的处理方法减小加载历程对试验数据的干扰,通过幂函数拟合变形时间历程数据,构建了累加-遗传修正法的数学基础；采用改装的应力控制式三轴仪,进行了分级加载下中低压缩性重塑粉质黏土的蠕变试验,对比分析了传统的坐标平移法与累加-遗传法两种修正方法对轴向塑性变形试验数据的影响,验证了累加-遗传法的合理性。(3)在土体变形时间效应已有研究成果的基础上,分析了不同荷载水平下长期静载作用的具有时间效应的土体变形的演化特征,基于变形衰减与非衰减、变形速率收敛与发散,土体变形状态随荷载水平的提高可划分为快速收敛、缓慢收敛、缓慢破坏和快速破坏四种类别；采用应力控制式三轴仪开展了分级加载条件下中低压缩性重塑粉质黏土的蠕变三轴试验,通过累加-遗传法将分级加载的试验曲线转化为分别加载的情况,采用幂函数拟合轴向塑性变形试验数据,得到了幂次值与偏应力水平两者间具有两端剧烈下降、中间保持稳定特点的倒“S”型关系曲线,基于曲线形态判别法得到了划分中低压缩性土四种变形状态类别的三个偏应力水平阈值,即以破坏偏应力归一化分别为20%,70%和100%。