随着我国高速公路建设逐步向中西部山区延伸,出现了大量的高填深挖路基,如何减少填方路基的工后沉降成为了当前需要解决的重要问题。除已经明确的诸如路基填筑方法、施工压实不足及实际行车荷载的原因外,路基体内的水汽迁移变化也是路基工后沉降的一个主要原因。当前,虽然对非饱和土水汽迁移问题有了一定的研究,但对于非饱和土导水参数的求解方法上尚不统一,其整个迁移过程和迁移规律的研究和认识尚有待进一步完善和补充。本文结合湖南省潭衡高速公路填方路基工程实践,对某典型填料的非饱和土水汽迁移规律进行了系统的研究。首先,在张力计原理的基础上,通过对张力计的一系列的改装,研究了该填料土基质吸力的量测方法;其次,以该填料土的PSD数据为基础,结合分形理论,求出了该土样的PSD分形维数。在Menger海绵模型的基础上,将毛细管模型应用于土水特征曲线中,导出了该土样基质吸力的函数关系式。通过该结果与实测结果的对比分析,验证了理论分析和实验方法的准确性。另外,设计了一维压实土柱水分再分布试验,通过土中水汽再分布过程推导出非饱和土导水参数的函数关系式;通过设计不同流量边界条件下的压实土柱试验,对其水汽迁移变化规律及其与压实度、各边界条件之间的关系进行了试验研究,并采用有限元分析软件对该实验进行数值模拟,二者结果吻合较好,说明该软件对非饱和水汽迁移问题模拟是可信的;最后,采用该软件建立该典型路基二维实体模型,对某典型路基土在自然气象条件下的水汽迁移规律进行了数值模拟,并对护坡草皮对路基水汽迁移规律的影响进行了进一步的探讨。