在初次蓄水、降雨或者地下水位上升后,土石坝的坝壳料及心墙在水的润滑作用下产生湿化变形。这会导致土石坝沿着坝轴线方向产生裂缝,危及心墙的正常防渗功能;填方土体在工后受土体水分变化影响,同样会产生湿化变形,危及上部结构的正常使用。因此研究土料的湿化变形特性,对于填方工程设计与施工具有指导意义。本文以江西地区非饱和红土为研究对象,采用常规三轴仪对非饱和红土进行不同应力路径下的完全饱和湿化变形试验,同时利用GDS非饱和三轴仪进行了部分饱和湿化变形试验,研究了非饱和红土浸水后的湿化变形规律。在现有的非饱和土非线性本构关系的基础上,本文结合试验推得了相关模型参数。采用自编程序对于路基浸水后考虑饱和区以上非饱和区部分湿化情况进行了湿化变形数值模拟。主要研究成果如下:(1)在常规三轴湿化变形试验中,相同围压下,试样所处的应力水平越大,其湿化附加轴向应变也大;湿化变形主要发生在浸水初期,后期增长缓慢;湿化附加轴向应变与时间关系近似为双曲线关系;通过试验建立了湿化附加变形与围压及应力水平的经验计算公式。在K0+常规湿化应力路径湿化变形试验中,不同湿化应力水平下的试样其主应力差与轴向应变关系曲线近似为相互平行,但土体浸水后其强度降低。(2)将常规三轴湿化应力路径、K0+常规三轴湿化应力路径及超固结+常规三轴湿化应力路径试验成果进行了对比分析,在应力水平较低时(s=0.25~0.45),不论哪种湿化应力路径,其湿化轴向附加应变均不超过0.1%。随着应力水平增大,湿化附加轴向应变均呈增大的趋势。除了超固结试样应力水平分别为0.25及0.75的试样,其他试样湿化附加体变均落在0.5~3.0%的范围内。(3)基于GDS三轴仪对土样进行了增湿试验,即部分饱和湿化试验。一般湿化时间大约5天时,土体的湿化附加轴向应变及体变可达到总的湿化变形的80%左右;在湿化过程初始阶段,湿化轴向应变量大约为整个湿化附加轴向应变的一半;在一定的净围压及应力水平状态下,基质吸力与体变存在双曲线关系,而土体含水率与基质吸力存在线性关系。(4)在已有的非饱和土非线性本构关系的基础上,根据相关文献中的数据以及部分湿化变形试验数据,建立了非饱和红土的非线性本构模型。(5)通过自编的湿化变形有限元程序,计算考虑水位以上非饱和区域由于饱和度变化引起的湿化效应。得到了典型填筑红土路堤在施工工况及浸水下的应力及变形规律。