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铁路工程中地基土往往处于非饱和状态，而土水特征曲线是表征非饱和土工程特性的重要关系曲线，进行铁路地基土土水特征曲线的研究，对分析其沉降特性具有重要理论意义。基于VanGenuchten模型，得到非饱和土土水特征曲线空气进气值的理论解；并结合非饱和土孔隙体积的分形模型，得到一种利用VanGenuchten模型参数直接求解分维数的方法。通过非饱和土压力板仪测量4种不同干密度和初始含水率情况下的非饱和黏性土土水特征曲线，分析干密度和初始含水率对非饱和黏性土分维数的影响。研究结果表明：建议的分维数计算方法是合理的