随着西部大开发战略的实施,我国西部地区基础设施建设得到了快速发展。由于我国西部地区地处黄土高原,分布着大量的湿陷性黄土,许多建筑结构建筑于湿陷性黄土地基上。湿陷性黄土在一定压力作用下浸水后会迅速发生湿陷固结变形。不均匀湿陷固结变形会对上部建筑结构造成不同程度的损坏,引发工程病害时有发生,严重影响结构使用寿命,对人民群众的生命财产安全造成巨大的威胁,湿陷性黄土地基与上部结构协同工作的研究是工程界亟待解决的问题。本文针对湿陷性黄土地基及其上部结构进行了如下方面的研究:(1)对二元介质模型做了改进;基于改进的二元介质模型,结合Biot固结理论、断裂力学、连续介质理论建立了集中力作用下湿陷性黄土地基湿陷固结变形的微分方程组;引入边界条件,应用Laplace变换、Hankel变换数学物理方法进行方程组求解,给出了竖向集中荷载作用下的地基变形数学表达式,通过应用MATLAB自编程序计算,计算结果更接近黄土地基湿陷固结变形;(2)基于改进二元介质的湿陷性黄土地基湿陷固结变形模型、将上部砌体结构简化为置于湿陷性黄土地基上的剪切梁,建立了上部砌体结构与湿陷性黄土地基协调工作模型,给出了协调工作微分方程;应用力的相互作用原理、Fourier级数、Heavi-side阶梯函数推导了湿陷性黄土地区砌体结构建筑物地基基础局部脱空变形的数学表达式;(3)通过GEO studio有限元软件,建立了上部砌体结构与湿陷性黄土地基协调工作有限元模型,并将其结果与解析解进行了对比,结果表明二者符合较好,可认为本文提出的上部砌体结构与湿陷性黄土地基协调工作模型能够反映实际情况,其数学表达式是求解湿陷性黄土地基不均匀沉降引发的砌体结构地基基础局部脱空变形问题的有效方法。