传统的Terzaghi一维固结理论是以达西渗流为基础的，实践证明，采用该理论计算得到的饱和黏土的固结沉降往往与实际沉降相差较大，主要原因是该理论考虑的是线性渗流，忽视了非线性渗流对饱和黏土固结的影响，无法揭示土体渗流固结问题的本质。本文以孔隙水非线性渗流理论为基础，通过渗透固结试验与理论分析，探讨了饱和黏土的非线性渗流特性及其对固结特性的影响，总结了饱和黏土的非线性渗流固结规律。本文通过对饱和黏性土的室内试验，采用GDS的Rower固结试验系统对饱和黏性土在不同固结压力下的非线性渗流特性开展了研究，结合压汞试验，从理论上分析了饱和黏性土非线性渗流的内在机理和影响规律，探讨了非线性渗流条件下土体固结变形的特性。获得了以下成果：（1）对重塑黏土进行不同固结压力下渗透固结联合试验。结果表明，饱和黏土渗流具有显著的非线性特性。渗流曲线由低速非线性段和较高速度下直线段组成，存在最小启动压力梯度、起始水力梯度和临界水力梯度，并且起始水力梯度的大小随着固结压力的不断增大而增大；分析了影响非线性渗流的主要因素-边界层在不同固结压力下随孔隙半径和水力梯度变化而变化的规律，研究发现，边界层厚度随着孔隙半径和压力梯度的增大而不断减小。本文从结合水黏滞性变化和固液界面相互作用的角度进行了机理分析，并且建立了考虑边界层厚度变化的非达西渗流方程；对不同固结压力下起始水力梯度与边界层厚度数值关系进行了拟合，表明二者具有较好的线性关系。（2）采用压汞试验法研究不同固结压力下土样微观孔隙尺度分布变化，结果表明饱和黏土在固结压力作用下主要是较大孔隙被压缩成较小孔隙的过程，较大尺度孔隙首先被压缩，相对较小的孔隙后被压缩。固结变形最终的结果是，大孔隙占总孔隙总体比例大幅度减小，微小孔隙总孔隙总体体比例明显增大。另外，采用分形理论研究微观孔隙分布参量与宏观参量之间的关系，推导了基于孔隙分布分形维数和孔隙迂曲度分形维数的渗透率计算公式，并将该公式计算得到的渗透率与实测渗透率比较，验证了该公式的有效性。（3）将基于Hansbo渗流模型计算得到的渗流曲线与试验实测渗流曲线进行了对比，表明Hansbo渗流模型能够很好的描述饱和黏土非线性渗流特性。参考Terzaghi一维固结理论，推导了基于Hansbo渗流模型的非线性渗流固结方程；将基于Terzaghi一维固结理论计算得到的土样固结度随时间因数变化曲线与试验得到的结果作以对比，分析考虑达西渗流和非线性渗流对土体固结度影响之间的差异。结果表明非线性渗流的低速非线性段延缓了土体的固结速度；通过一维次固结渗透联合试验，分析不同固结压力下主、次固结相对变形比例，结果表明，次固结相对变形比例随着起始水力梯度的增大而增大，反映了非线性渗流低速渗流段对孔隙水压力消散的延迟作用对土体固结长期变形的影响。