土-水特征曲线(Soil-Water Characteristic Curve)是表征非饱和土吸力与含水率/饱和度的关系曲线,它是研究非饱和土强度、渗透性、本构性关系和固结理论的重要基础。现有研究结果发现土-水特征曲线受土体类型、初始含水率、干湿循环、孔隙结构、应力历史、粒径分布、初始干密度、温度及矿物组成成分等因素影响较大。同时,由于在天然状态下土体受降雨、气候变化等因素影响,造成自然界中土体一直处于干湿循环状态,因此,研究干湿循环作状态下非饱和土土-水水特征曲线的变化规律已成为当今岩土工程中研究热点之一。此外,在自然工况下,土体的吸力变化范围较为广泛,使得在实际的岩土工程中需要获得全吸力范围土-水特征曲线对土体水力特性进行分析,而现阶段由于土-水特征曲线试验周期长、受人为因素影响大等特点,研究者多采用单一试验数据为研究基础。然而,由于不同试验原理的不同,使得吸力测量范围也有所不同,单一试验数据研究结果不能准确表示全吸力范围土-水特征曲线的规律。因此,以湖南黏性土为研究对象,在压力板试验基础上,进行干湿循环条件下滤纸法试验、饱和盐溶液蒸汽平衡法试验,根据试验结果深入分析了在干湿循环作用下全吸力范围湖南黏性土土-水特征的变化规律。本文首先根据获得的3种土-水特征曲线试验数据,对其进行整合得到了干湿循环状态下全吸力范围湖南黏性土土-水特征曲线。其次,基于全吸力范围试验数据利用经验模型和分形模型对其进行拟合,并分析不同模型拟合特点。最后,根据不同含水率试样进行接触角试验的结果,分析了接触角的滞回现象及含水率与接触角之间的联系,在此基础上,基于非饱和土接触角滞回效应提出一种预测土-水特征滞回曲线方法。相关研究工作和结论如下:(1)以湖南黏性土为研究对象,对7组不同初始干密度试样分别进行干湿循环状态下滤纸法试验和饱和盐溶液蒸汽平衡法试验,结合压力板仪实验数据,发现在3种试验结果其含水率与基质吸力具有相同的变化规律,即随着吸力的增加含水率逐渐减小;在同一吸力下,初始干密度越大对应的含水率越高,试样越不容易失水。同时,根据试验结果发现发现3组试验数据具有较高的连续性,能很好的衔接,说明利用不同吸力段试验获得全吸力范围土-水特征曲线的方法是可行的。此外,干湿循环状态下发现不同初始干密度试样的土-水特征曲线存在明显滞回现象,其随着吸力的增加,不同初始干密度试样的滞回现象均逐渐减弱。(2)分别选用不同经典的经验模型和分形模型对湖南黏性土3种试验数据进行拟合分析,发现对于压力板仪脱湿试验数据,在试验数据围内不同模型的拟合结果差异较小,其中VG模型拟合结果要优于其他模型;对于干湿循环状态下滤纸法试验数据,在实测吸力范围内不同模型拟合结果有较大差异,经验模型的拟合相关系数要高于分形模型,其中Gardner模型拟合相关系数最高;对于干湿循环状态下饱和盐溶液蒸汽平衡法试验数据,在实测数据范围内不同模型拟合结果差异较大,然而随着吸力的增加差异逐渐减小,其中VG模型拟合相关系数最高。(3)基于整合的7组不同初始干密度全吸力范围湖南黏性土试验数据,利用不同典型的经验模型和分形模型对其进行拟合分析,对比不同模型的拟合结果发现经验模型拟合精度整体上要优于分形模型,其中在所分析的模型中VG模型拟合的相关系数最高,与实测结果能较好吻合。此外,通过对比不同模型对有限的低吸力范围试验数据拟合结合结果发现,其不能准确预测全吸力范围土-水特征曲线,但在适当增加高吸力范围试验数据能有效提高模型预测精度。(4)基于湖南黏性土接触角试验,获得了不同含水率下湖南黏性土的接触角。在此基础上,从接触角滞回效应的角度结合试验获得的土-水特征脱湿曲线提出一种预测土-水特征滞回曲线的方法,并通过获得的对比实测结果与预测结果进行比较,发现两者的重合度较高,验证了本文提出预测方法的有效性。