岩土工程中非饱和土膨胀土隆起变形分析方法主要包括经验法、固结试验法、吸力法和数值法。多物理场耦合分析数值法因具有考虑因素多、处理复杂问题能力强等诸多优势,广泛用于土体多物理场耦合复杂分析的问题中。为了准确分析并预测非饱和膨胀土隆起变形的问题,本文基于水-热-力耦合理论方法,研究并建立求解非饱和膨胀土隆起变形的偏微分方程组与相应的数值模型。据此,开展了如下主要研究工作。(1)采用非饱和土力学理论,考虑基质吸力、土体变形和热对流的耦合作用,建立了非饱和膨胀土水-热-力耦合分析的数学偏微分方程(即:土的变形方程、孔隙水流动方程和温度方程),能够用于分析含水量和温度等不同环境条件变化下非饱和膨胀土膨胀和干燥过程中应力和变形的问题。(2)在多物理场仿真软件COMSOL Multiphysics将非饱和膨胀土水-热-力耦合分析的数学偏微分方程,进行了有限元法数值实现,并通过抽水引起膨胀土场地变形、膨胀土逐渐润湿引起土体变形的实测数据验证了数值模型的正确性,并与水-力耦合理论分析结果进行了对比,得到水-热-力耦合理论分析结果更准确。(3)系统分析了不同边界条件膨胀土的泊松比和温度对膨胀土变形的影响,研究了基质吸力、变形、应变和土体温度的变化规律,发现膨胀土变形、温度和土中水之间具有显著的相关性,温度变化尤其是土体处于较冷区将改变土体变形和孔隙水压力,基质吸力越低,膨胀土体变形越大;泊松比变化影响土体变形、杨氏模量和基质吸力;得到了抽水过程中膨胀土泊松比在0.3~0.4之间,土体易发生变形;获得了膨胀土干缩过程中,泊松比在0.3~0.44之间,变形随杨氏模量增大而减小,降温会减小土体的变形。