实际的岩土工程经常会受到循环荷载的影响,如交通荷载、风浪荷载和储油罐荷载等,其具有典型的周期性和不连续性。目前对循环荷载作用下的固结沉降研究大多停留在理想的连续循环荷载阶段,缺乏对分段循环荷载的研究。非饱和土广泛存在于干旱地区,甚至许多河、海附近的土层也处于非饱和状态。近年来,随着经济的快速发展,我国大量基础建设工程在干旱、半干旱的非饱和土地区开展,此外工程中经过压实的土层也是非饱和的。因此,需要从非饱和土的角度对分段循环荷载作用下土体的固结过程进行研究,分析非饱和土体的超孔隙压力消散和沉降发展规律。鉴于此,本文以Fredlund非饱和土固结理论为基础,建立分段循环荷载作用下一维、二维和轴对称的非饱和土固结模型,通过理论推导和算例分析,研究分段循环荷载下非饱和土的固结特性。首先,本文在Fredlund非饱和土固结理论的基础上,建立分段循环荷载下非饱和土固结的微分方程。通过Fourier正弦级数展开、Laplace变换等方法,得到一维、二维和轴对称固结问题中超孔隙气压力ua、超孔隙水压力uw在Laplace变换域内的半解析解,采用逆变换方法得到时间域内的解。其次,通过退化法,分别将三种模型下的半解析解结果退化到瞬时荷载作用下的结果,并通过与参考文献对比,验证本文结果的可靠性。最后,应用Mathematica软件自编程序,通过算例分析了渗透系数之比、加载周期、计算点深度、轴对称固结模型尺寸等相关参数对固结特性的影响。本文结合具体的分段循环荷载作用下给出了非饱和土一维、二维和轴对称固结的超孔隙气压力和超孔隙水压力的半解析解表达式,并研究了各类分段循环荷载作用下不同参数对沉降的影响。虽然在推导过程中本文采用了一些与渗透有关的线性假定,在轴对称固结的推导过程中采用了等应变假定,但这一系列的推导计算和结果分析具有重要的理论研究意义,同时也可为实际工程提供一定的参考。