本文以非饱和重塑粘土为研究对象，以非饱和固结、常规三轴和非饱和三轴试验为手段，对土-水特征曲线、抗剪强度等特性进行了系统的试验研究和较深入的理论分析，并在此基础上建立了非饱和土非线性本构关系，主要内容如下：(1)利用非饱和固结仪测定土-水特征曲线，分析土-水特征曲线随上覆压力变化的规律，提出上覆压力对土-水特征曲线的影响公式，并指出利用土-水特征曲线计算抗剪强度时，必须考虑应力状态的影响；(2)详细介绍新型非饱和土双压力室三轴仪的应用，主要对体变进行细致的校正，修改了原有程序的一些缺陷，并重新开发应变控制式剪切试验模块；(3)利用常规三轴试验设备，进行不同围压下的饱和土三轴试验，得到强度指标c′以及φ′值，并结合非饱和三轴试验结果，得出非饱和土强度指标φ~b值；(4)通过对两种方法(非饱和土三轴试验和土-水特征曲线)得到的抗剪强度比较分析，发现根据土-水特征曲线得到的抗剪强度偏低；(5)基于非饱和土三轴试验结果和三参数应力-应变模型，提出了一个新的非饱和土非线性模型。