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本文以武汉某基坑工程底部粉质粘土作为研究对象，在非饱和土力学理论的基础上通过饱和与非饱和土三轴仪及用来测定土体土水特征曲线的压力板仪对几种不同初始干密度试样进行了三轴试验和水土特征曲线试验。通过试验结果分析与规律总结主要研究了：不同初试干密度条件下非饱和土土水特征曲线变化规律及其力学性能：
(1)本论文首先测得了不同初试干密度下试样的土水特征曲线并拟合得到相关土水特征曲线模型参数。通过分析不同模型参数与试样干密度之间的关系可得：随着非饱和土试样干密度的逐渐增大，试样进气值也随之增大，孔径分布更加均匀。土水特征曲线曲线拐点后斜率随试样初始干密度的逐渐变小，试样持水能力逐渐增强，试样水稳定性也相应的增强。
(2)通过(1)中的模型拟合发现三种模型相关系数除干密度为1.5g/cm3、1.6g/cm3时Gardner模型的R2为0.94和0.949，其他相关系数均超过了0.96，拟合效果较好。将各个模型的拟合参数与非饱和土初始干密度放在一起讨论他们之间的关系，可知Gardner模型和VanGenuchten模型各参数与干密度之间有良好的相关性，并据此得出了由干密度确定模型参数的简化方法，避免了为获得模型参数的复杂测试过程，具有一定的实用性，期望能为工程提供参考。
(3)进行非饱和土三轴试验并分析各个试样的应力应变曲线可知：试样应力应变曲线均表现为应变硬化特征，且试样试样应力应变曲线符合双曲线模型。通过比较不同试样间的应力应变曲线可得：在基质吸力一定的情况下，非饱和土试样曲线硬化趋势随着试样干密度增大而减小。在试样初始干密度一定的情况下，试样强度与初始切线弹性模量均随基质吸力的增加而增大，且随着基质吸力的增大，基质吸力对试样抗剪强度贡献值逐渐减弱的趋势。在试样初始干密度大小一定时非饱和土试样的体变均随着基质吸力的增大而减小，且干密度越大不同基质吸力试样间体变趋于一致。
(4)计算各个试样的平均应力和偏应力，并将它们(qf ，pf)点描绘在p-q平面上，通过线性拟合和计算可得试样有效内摩擦角φ、粘聚力c、吸附内摩擦角φb，并分析了它们随基质吸力的变化趋势。
(5)使用Duncan-Chang模型对各试样三轴数据进行处理，可得各个非饱和土试样的切线变形模量Et和体积变形模量Kt，并分析了试样初始干密度与试样切线变形模量Et和体积变形模量Kt之间的关系。
本文的研究成果丰富了对非饱和土土水特征曲线的认识，深化了对非饱和土强度和变形理论的认识，具有一定的实用性，期望能为工程提供参考。
(1)本论文首先测得了不同初试干密度下试样的土水特征曲线并拟合得到相关土水特征曲线模型参数。通过分析不同模型参数与试样干密度之间的关系可得：随着非饱和土试样干密度的逐渐增大，试样进气值也随之增大，孔径分布更加均匀。土水特征曲线曲线拐点后斜率随试样初始干密度的逐渐变小，试样持水能力逐渐增强，试样水稳定性也相应的增强。
(2)通过(1)中的模型拟合发现三种模型相关系数除干密度为1.5g/cm3、1.6g/cm3时Gardner模型的R2为0.94和0.949，其他相关系数均超过了0.96，拟合效果较好。将各个模型的拟合参数与非饱和土初始干密度放在一起讨论他们之间的关系，可知Gardner模型和VanGenuchten模型各参数与干密度之间有良好的相关性，并据此得出了由干密度确定模型参数的简化方法，避免了为获得模型参数的复杂测试过程，具有一定的实用性，期望能为工程提供参考。
(3)进行非饱和土三轴试验并分析各个试样的应力应变曲线可知：试样应力应变曲线均表现为应变硬化特征，且试样试样应力应变曲线符合双曲线模型。通过比较不同试样间的应力应变曲线可得：在基质吸力一定的情况下，非饱和土试样曲线硬化趋势随着试样干密度增大而减小。在试样初始干密度一定的情况下，试样强度与初始切线弹性模量均随基质吸力的增加而增大，且随着基质吸力的增大，基质吸力对试样抗剪强度贡献值逐渐减弱的趋势。在试样初始干密度大小一定时非饱和土试样的体变均随着基质吸力的增大而减小，且干密度越大不同基质吸力试样间体变趋于一致。
(4)计算各个试样的平均应力和偏应力，并将它们(qf ，pf)点描绘在p-q平面上，通过线性拟合和计算可得试样有效内摩擦角φ、粘聚力c、吸附内摩擦角φb，并分析了它们随基质吸力的变化趋势。
(5)使用Duncan-Chang模型对各试样三轴数据进行处理，可得各个非饱和土试样的切线变形模量Et和体积变形模量Kt，并分析了试样初始干密度与试样切线变形模量Et和体积变形模量Kt之间的关系。
本文的研究成果丰富了对非饱和土土水特征曲线的认识，深化了对非饱和土强度和变形理论的认识，具有一定的实用性，期望能为工程提供参考。