非饱和土的固结与压缩特性对解决在实际工程应用中遇到的土工类问题有着十分重要的意义,开展非饱和土的一维固结特性研究有助于解决在土工建设施工过程中常常遇到的地基沉降、变形稳定性问题。在我国西北地区覆盖面积较广的非饱和黄土,因其具有结构性、水敏性、湿陷性等特殊的性质,工程建设面临许多技术难题。随着黄土工程建设的发展,与黄土有关的问题也越来越多,因此开展非饱和黄土在湿、载作用下的固结变形特性研究十分必要。本文通过非饱和重塑黄土的一维固结与压缩试验,将复杂多相的非饱和土视为由固相土骨架与收缩膜组成的等效骨架相和由孔隙流体(液、气)组成的等效流体相,开展了如下的研究工作:(1)从等效骨架相应力与压缩变形对应关系角度出发,分析了非饱和土的等效骨架相应力和等效流体相应力随时间发展的变化规律。同时,考虑到非饱和土受荷瞬间气相的高压缩性,分析了等效骨架相的瞬时压缩变形特性以及固结变形阶段的等效骨架相应力随时间变化发展的规律,并依据固结变形发展过程,进一步分析了非饱和土的增荷等效固结变形特性。研究表明在非饱和土受荷瞬间,等效骨架相应力则随之增大,最终趋近于附加应力;与此同时,等效流体相应力则随之消散,最终趋近于零。不同密度非饱和土的瞬时压缩模量均随含水率的增加而减小。通过比较固结试验曲线与理论分析曲线,可方便地得到在不同应力条件下非饱和土的等效固结系数。(2)从变形等效的角度出发,分析了非饱和土的增湿等效压力与含水率增量、增湿起始压力等的变化关系;得到了不同应力条件下非饱和土的增湿固结曲线以及增湿固结过程中等效骨架相应力的变化规律。进一步分析了非饱和土的增湿等效固结变形特性:表明增湿等效压力均随含水率增量和增湿起始压力的增大而增大;在逐级增湿的过程中,等效骨架相应力皆经历了先减小后增大的变化过程。当一定增湿作用下固结变形稳定后,非饱和土的等效骨架相应力则趋近于附加应力;增湿作用也可视为一种广义的力。应用非饱和土的增荷等效固结变形特性分析方法可对其增湿等效固结变形过程进行分析,比较增湿固结曲线和等效荷载作用下的理论分析固结曲线,可得到增湿等效固结系数;(3)在假定非饱和土的压密过程为不排水的条件下,分析了各级附加应力作用下固结变形稳定后的饱和度与等效骨架相应力的变化关系,表明饱和度皆随等效骨架相应力的增大而增大。