滑坡灾害的产生条件和影响因素复杂、预测困难、治理费用昂贵,一直是世界许多国家研究的重要地质工程问题。地下水的赋存和运移是影响滑坡稳定性的主要自然因素之一,地下水补给来源主要有滑坡体后缘地下水入渗和坡面水入渗。截排水在滑坡治理过程中具有效果快和费用低的优势,但当前滑坡的截排水措施都是利用水的重力势特性,截排水效果的制约因素多、效率低。许多滑坡治理是一个抢险过程,探索可快速截排地下水入渗的技术措施是当前急需解决的迫切问题。本文依据土的导水率具有随饱和度降低而快速降低的特性,提出在边坡渗流路径上通过充气排水形成非饱和土截水帷幕的构想,通过实验证明了对土体充气排水和充气阻渗截水的可行性,从理论上分析了充气排水运动细观机理和宏观特征,建立了充气排水压力上下限值的确定方法和充气压力与排水孔径的关系。通过构建边坡渗流模型,展开了在坡体内充气对水位线、渗流量及充气影响区内土体含水量的变化规律,分析了边坡充气截排水的可行性。通过构建土体内气-水两相渗流数学模型,分析了充气情况下坡体内气、水运移规律及截排水效果的影响因素。取得的主要研究成果如下：(1)在饱和土体内压入气体存在排水起始气压力,只有当气压力足以克服水流动的阻力时才能被排出,但当压入的气体压力过大时,可导致土体发生破坏。在饱和土体的渗流路径上进行充气、干燥土样下部充气,均阻渗能力显著,达到截水减渗或减缓地表水的下渗速度,说明在土体渗流路径上充气截水减渗效果明显。(2)土体在细观上会产生类似毛细管的孔隙通道,毛细作用成为充气排水的阻力,使充气排水存在着与孔隙通道大小负相关的起始气压力,在孔径较大的孔道内气排水速度将较大,使得部分孔道内气体首先与大气连通,气体主要沿这些连通的通道扩散,产生优先流现象。在供气边界向饱和土体压气,会形成纯气区、气水两相渗流区和纯水区。(3)充气排水在土体孔道中运动仍可采用Darcy定律来描述,推导出了充气排水速度的计算公式。当施加的充气压力和充气位置一定时,推导分析得到了启始排水的充气压力与孔径间的关系式。计算分析可知,当充气压力和充气位置一定时,充气排水作用有可能只在部分孔道内发生,而小于等于某孔径的孔道内水不能排出；充气压力越大,排水波及的孔径范围越大,但速度也越大而使得发生气窜的时间越短,存在使排水量最多的最优充气压力。(4)充气排水压力的下限是起始排水气压力,对于一定孔径的孔隙通道,根据气排水的速度关系式,可将充气排水速度等于0时对应的气压力定义为临界充气压力,土体最大孔径对应的临界充气压力定义为排水起始气压力。基于太沙基理论求得了不出现土体破坏的进气气压力上限值。由于孔径越小则充气排水临界气压力越大,如果充气排水起始气压力大于土的饱和自重应力,则不能采用充气截排水方法,因此充气排水方法一般只能适用于最大孔径大于5μm的土体。(5)边坡模型实验结果表明,充气稳定时的渗流量较自然渗流量减小了40%,说明充气阻渗效果良好。充气管后面坡体的稳定地下水位较自然渗流稳定时的水位降低率在32%～37%之间,而充气管前的坡体地下水位略与上升。充气管附近埋设的水分传感器监测到的体积含水量降低率在32%-46%之间,从各含水量降低率变化程度分析可以看出气体偏向于水位线降低的方向扩散。(6)充气压力小于等于充气点初始水头压力时,坡体内无气流产生、水位没有变化,说明在地下水位以下充气时,排水发生存在启动气压力；充气排水发生之后,后缘来水大部分流向坡面,潜在滑坡体内的地下水位有明显降低,气体主要沿着水位降低的方向向坡面扩散。(7)不同充气压力作用引起的渗流量变化规律具有一致性,即充气产生阻渗作用存在滞后现象,充气排水发生之后渗流量迅速降低,之后降低量不大直至稳定。充气压力越大,充气排水发生阻渗作用所需要的时间越短,形成坡体非饱和区的范围越大,残余体积含水量越低。渗透系数越低,启动充气排水需要的气压力越高。相同充气压力条件下,渗透系数越小,渗流稳定所需要的时间越长,但对最终阻渗截水效果、气体扩散区域大小及残余体积含水量的影响较小。土的孔隙率对充气截排水效果的影响较小。