本文以非饱和粉煤灰作为研究对象，通过改进常规三轴仪，实现了对孔隙水压力及孔隙气压力的分别量测，达到最终量测吸力的目的。通过采用三种试验方法，即固结不排水不排气剪切试验、固结排气不排水剪切试验(即常含水量试验)和固结排水不排气剪切试验，研究了非饱和土的强度与变形特性。结果表明，粉煤灰作为一种砂类土，其非饱和特性与粘性土有较大差别。表现在，经过固结之后，其基质吸力值基本上为一常数，固结时围压大小对固结后基质吸力的影响甚微。与吸力相关的摩擦角φ_b随吸力的增大而增大，但始终小于有效摩擦角φ’。 本文的另一个重要成果是提出了新的非饱和土抗剪强度表达式，它采用两个应力状态变量，其中吸附强度的对数与吸力的对数之间呈线性关系。同时，其中的c’，φ’值可通过(?)关系直接得出。该表达式的概述清晰，参数确定简易，可方便应用于类似粉煤灰的砂类土非饱和强度的确定。 最后，本文利用改装后的三轴仪，研究了非饱和土的变形特性，分析比较了非饱和土与饱和土的强度与变形特性的区别以及联系，得出对于初始状态相同的土，由于非饱和土具有吸力，致使其强度明显高于相应饱和土的强度。在实际工程中，若忽略这种差异，无疑会明显低估其本身的强度，而使工程设计偏于保守。同时，非饱和土的体积应变大于饱和土的体积应变，并且随着围压的升高，它们之间的差距增大。因此，在贮灰坝工程设计中，若不考虑非饱和粉煤灰的这种特性，则会低估粉煤灰的总体变形，从而对工程的安全造成不利影响。