地基承载力问题是岩土工程中的重要问题,目前的承载力理论多是建立在均质土层的假设之上。由于复杂的物理化学作用,土体特性在空间分布中会产生很大的差异,这种差异对岩土工程的分析和设计增加了不确定性。目前关于空间变异性土体中基础失效机理和承载力问题的研究在理论分析或者数值模拟方法上取得了很多成果,然而这些成果的验证一直是难题,这主要是因为空间变异性土体的制备已是难题。本研究针对空间变异性的非均质土体,研究其地基承载力以及地基变形破坏机理,采用四种含水量的土样进行非均质土体制备,设计符合随机场强度分布的非均质土体制备方案以及试验装置,实现室内对具有空间变异性非均质土体的制备及试验。本文设计制作一套和模型箱尺寸相符的竖向加载系统,实现对模型基础的室内分级加载和土体沉降位移测量,并且可以通过PIV技术分析土体变形发展。分别对均质土体和不同强度分布非均质土体进行了室内载荷试验。均质土体中地基的破坏模式与经典的地基破坏理论基本一致,基础下的土体变形对称,验证了设备的可靠性。非均质土体的强度分布对地基土体的变形有很大的影响,而且加载过程中基础失效模式变得不对称,呈现出和均质土体的对称破坏明显的不同,土体变形沿着土体强度弱的区域发展。建立与载荷试验相对应的数值模型,利用随机有限元方法进行分析,并且和载荷试验结果进行对比,结果显示两者之间的地基承载力和土体变形发展变化基本一致。