随着沿海地区经济的快速发展,大型工程兴建,对黏性土地基稳定性的要求越来越高。而海相黏性土多具有高含水率、高压缩性、低强度和显著的蠕变特性,其力学性状备受关注。结合水由于自身特殊的性质,对黏性土力学特性具有重要影响,但是目前定量化的研究较少。为此本文以土质学和土力学理论为指导,采用“试验测试—理论分析—数学建模—机制探索”的研究思路,选取天津、青岛、威海三个地区典型海相黏性土为研究对象,进行了结合水的含量测定和类型划分,在此基础上定量研究了结合水对海相黏性土力学特性的影响,建立了黏性土相关力学参数与结合水含量的量化计算模型。可以为构建更为合理的黏性土本构关系,以及黏性土性质改良与加固提供理论依据。主要研究内容及成果如下:（1）通过野外调查取样及室内试验研究了黏性土试样的基本性质,分析了结合水形成的物质基础。天津、青岛、威海黏性土中次生矿物包括伊蒙混层、伊利石、高岭石、绿泥石四种黏土矿物,是结合水形成的物质基础。在三种黏性土中,天津黏性土由于黏土矿物含量最高,黏粒含量最高,其比表面积最大,吸附结合水能力最强。三种黏性土微观结构呈现为松散的骨架-絮凝结构。黏土矿物与其他矿物聚集成块体或形成絮状集合体。颗粒以边-面接触和面-面接触为主。细小的粒间孔隙密布,为结合水赋存提供了空间。（2）采用容量瓶法、等温吸附法和热重分析法多方法结合进行了结合水含量测定并分析了海相黏性土等温吸附特性。在此基础上建立了黏性土的水气吸附模型并分析了黏性土的水合机制。研究结果表明:液相吸附强结合水含量小于塑限,且与黏粒含量、比表面积正相关。黏性土等温吸附线的分阶段特征反映了吸附形式从单分子吸附逐渐过渡为双层、多层吸附。吸附水含量随水气平衡压的增长前期凸型增长,中期缓慢增长,后期呈指数增长趋势。当水气平衡压小于0.9时,吸附水含量增长主要是由于强结合水的形成;当水气平衡压大于0.9时,由于弱结合水的形成,吸附水含量急剧增长,水合黏性土密度和吸附水密度均随水气平衡压的增大急剧减小。水合黏性土密度随吸附水含量的增大线性减小。水合黏性土体积、吸附水体积和水膜厚度均随吸附水含量的增大线性增大。（3）提出了基于微商热重（DTG）曲线的强弱结合水划分方法,即DTG曲线峰值对应的温度为强结合水的脱失起始温度。据此测得天津、青岛、威海三个地区黏性土的强结合水脱失起始温度分别为112.35℃、109.67℃和118.46℃。弱结合水脱失起始温度分别为55.26℃、52.56℃和56.56℃。结合TG-DTG曲线确定了三个地区黏性土的强结合水界限和结合水界限。在测试结果、可行性和准确性方面对液塑限法、容量瓶法、等温吸附和热重分析四种结合水测试方法进行了对比分析。（4）通过不同结合水含量重塑土单向压缩试验和一维压缩蠕变试验研究了结合水对黏性土压缩特性的影响,进而建立了压缩系数和次压缩系数与结合水含量的量化计算模型。研究结果表明强结合水含量的增加对压缩的影响不显著,压缩系数和次压缩系数随弱结合水含量的增加大幅线性增长。分段线性模型和二次多项式模型可以量化平均次压缩系数与结合水含量的关系。（5）通过不同结合水含量重塑土三轴剪切试验和三轴剪切蠕变试验研究了结合水对黏性土剪切特性的影响,进而建立了黏聚力、内摩擦角、长期黏聚力和长期内摩擦角等强度参数与结合水含量的量化计算模型。研究结果表明三轴剪切极限强度和内摩擦角随着弱结合水含量的增加急剧线性减小。黏聚力随着结合水含量的增大呈现出先小幅增大后显著线性减小的趋势,黏聚力峰值出现在强结合水界限附近。随着弱结合水含量的增加,三轴蠕变轴向应变显著增加,长期强度和长期黏聚力均急剧减小。二次多项式模型可以较好反映长期黏聚力随结合水含量的变化规律。长期内摩擦角随结合水含量的增加而线性减小。（6）根据三个地区海相黏性土的物质组成、结合水特征、微结构特征以及宏观力学性状,提出了一个可以表征土颗粒-结合水体系的微观概念模型。结合概念模型和蠕变前后微结构的变化描述和探讨了结合水对黏性土力学特性的作用机理。结合水主要通过改变颗粒之间的连结力和摩擦力控制黏性土的力学性状。强结合水连结使得颗粒之间存在强连结力和较大的滑动摩擦力。弱结合水含量的增加使得颗粒之间的连结方式逐渐由强结合水连结转变为弱结合水连结,水膜厚度增加,润滑作用明显,颗粒之间的连结力和摩擦力显著减小,宏观表现为强度的急剧减小和变形的大幅增长。降低弱结合水含量可以减小黏性土蠕变。