垃圾填埋场、核废料地下处置库中水分及溶质的阻隔问题、盐渍土地区基础设施如高速公路、高速铁路路基中水盐迁移问题,是当前岩土工程学科亟待解决的关键科学难题。为了解决上述难题,需要探究非饱和含盐土的持水、渗透特性及水盐迁移规律。因此,本文揭示了非饱和含盐土的持水行为和渗透行为特征,建立了可同时确定土体含水量和含盐量的传感器标定模型,研制了水盐迁移土柱试验装置,利用该装置开展了一系列非饱和含盐土水盐迁移土柱试验,修正了非饱和土水盐迁移模型,并实施了数值仿真计算。本文主要研究内容和成果如下:(1)通过压力板法、蒸汽平衡法试验揭示了含盐土的持水行为。试验结果表明,盐分的存在使土体的基质吸力、总吸力增加,持水能力增强。以界面化学理论为基础建立了区分毛细和吸附作用的含盐土土水特征曲线模型,模型考虑了盐溶液对土体持水行为的影响。其次,通过变水头渗透试验揭示了盐溶液对饱和含盐土渗透系数的影响。随着盐溶液浓度增大,饱和含盐土渗透系数降低。结合含盐土土水特征曲线模型,得到了考虑盐溶液影响的非饱和含盐土渗透系数模型。(2)选取含水量和含盐量为自变量开展了传感器标定试验,试验结果揭示了土体介电常数和电导率随含水量和含盐量的变化规律。基于标定试验结果推导了双线性和非线性的介电常数和电导率模型,并对比了两类模型的拟合效果及稳定性。将非线性介电常数和电导率模型联立便得到标定模型,模型考虑了含水量和含盐量间对介电参数的耦合影响,且对标定试验数据的拟合度基本都在0.98以上。通过该标定模型实现了含盐环境下土体含水量和含盐量的同步监测。(3)研制了非饱和含盐土水盐迁移土柱试验装置。该试验装置包括主体模具、量测系统和辅助装置三部分,实现了土体水盐迁移过程的动态监测。开展了不同工况的水盐迁移土柱模型试验,通过对不同水分梯度和盐分梯度(包括盐溶液浓度梯度、含盐量梯度)条件下的水盐迁移规律进行分析,发现水分梯度、盐溶液浓度梯度可以分别作为水分、盐分迁移的驱动力,并且含盐土中盐分存在对水分迁移的影响不可忽略。(4)利用建立的非饱和含盐土土水特征曲线模型和渗透系数模型修正了非饱和土水盐迁移模型,并通过对COMSOL Multiphyscis软件中水分以及溶质迁移模块的内置方程进行二次开发,实现了修正水盐迁移模型的求解。不同工况下水盐迁移的数值仿真结果与土柱试验结果具有较好的一致性,证实了修正水盐迁移模型的可靠性。