工程中常见的软黏土、黄土、砂土等大多数以非饱和土的形式存在,在常规非饱和土固结中加入竖井可使得土层中孔隙水和孔隙气沿竖向和水平向同时发生渗透,土体固结由一维转变为二维或三维问题。同时,由于实际工程中砂垫层及竖井填充介质对孔隙水和孔隙气具有一定的阻碍作用,固结边界对孔隙水和孔隙气的渗透特性往往介于完全渗透和不渗透之间,呈现半渗透特性。目前,非饱和土固结研究主要聚焦于一维或完全渗透边界条件下的固结特性研究,二维或三维及半渗透边界下的固结特性研究相对较少。鉴于此,本文在非饱和土已有固结理论研究的基础上,考虑竖向半渗透和双向半渗透边界条件,对非饱和土二维固结特性进行理论和数值研究,主要工作如下:首先,基于Dakshanamurthy和Fredlund提出的非饱和土二维固结控制方程,通过引入竖向半透水边界条件,建立竖向半透水边界下非饱和土的二维固结模型,并采用傅里叶变换和拉普拉斯变换技术建立超孔隙气压力、超孔隙水压力和土层沉降的半解析解答。在此基础上,采用Crump逆变换方法实现超孔隙气压力、超孔隙水压力以及土层沉降的反演与计算。其次,建立竖向半渗透边界下非饱和土二维固结方程的有限差分解答,并采用该解答和透水边界条件下的解析解来验证本文所建立的半解析解答的有效性。在此基础上,利用本文所建立的半解析解答对竖向半渗透边界条件下非饱和土的二维固结特性进行研究,分析竖向边界渗透系数、水平和竖向渗透系数比以及土层厚度和竖井间距等参数对非饱和土二维固结过程中超孔隙气压力和超孔隙水压力消散规律以及土层沉降特征的影响。第三,考虑土体的成层特征,基于COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件建立竖向半渗透边界下双层非饱和土二维固结模型,研究竖向半渗透边界条件下双层非饱和土二维固结特性,分析固结过程中超孔隙气压力和超孔隙水压力沿成层土深度的变化规律以及上下土层渗透系数比和上下边界渗透系数对超孔隙气压力和超孔隙水压力的影响。第四,考虑上下垫层和竖井的半渗透特性,基于COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件建立双向半渗透边界下非饱和土的二维固结模型,研究双向半渗透边界条件下非饱和土二维固结特性,分析固结过程中边界渗透系数、水平和竖向渗透系数比以及土层中不同位置等参数对超孔隙气压力和超孔隙水压力的影响。最后,基于COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件对实际工程案例进行计算和分析,验证半渗透边界下非饱和土二维固结模型的有效性。