湿度变化对路基性能的影响问题是一个流固耦合问题，这里的流固耦合指的是渗流场和应力场的耦合。对渗流场和应力场的耦合研究，最早来源于土体固结理论研究的需要。1943年Terzaghi［84］开始考虑地面沉降问题，并首先提出了有效应力公式，建立了一维固结模型。Biot［85］在1954年将Terzaghi的工作推广到真正意义上的三维情形，建立比较完善的三维固结理论，从而奠定了孔隙介质与流体耦合作用理论研究基础。

国外学者Zienkiewicz，Schrefler，Katsube.N［86］等人以混合物连续介质理论为依据，在Biot固结理论基础上建立控制方程。Li［87］等考虑了固相介质和流相介质压缩性，流相间的毛细压力，并假设流体流动符合Darcy定律推导了控制方程，还详细讨论了两相非混溶流固耦合模型的数值解法。Lweis［88-90］等对问题进行一些假设，忽略了固相骨架变形影响，推导了相应方程。Tortike and Ali［91］等考虑了温度影响，建立了流-固-热耦合方程并给出计算方法。Marlsela.A，Sanchez Dagger［92］建立了饱和两相耦合方程，并采用有限差分法与动态松弛法建立相应计算公式，并对出砂问题进行了研究。RajeshK.Mair，K.M.Neuapane［93］建立了裂隙岩体的流-固，流-固-热模型，采用有限元法进行了算例分析，并进行了井壁力学稳定性分析。也有部分学者采用离散元、边界元、有限体积法或几种方法相结合形式进行数值计算。

国内学者从事流固耦合方面的研究起步较晚，但也陆续开展了一些重要工作。沈珠江［94］首先将固结理论的有限单元法应用于土体固结分析。陈平、张有天［95］以裂隙渗流理论和变形本构关系为基础，提出了岩体渗流与应力耦合分析方法，并对重力坝坝基进行了裂隙岩体二维流固耦合分析。柴军瑞［96］从土坝的渗透特性出发，提出了均质土坝渗流场与应力场耦合分析的连续介质数学模型。耿克勤、吴水平［97］分析了裂隙岩体的受力变形机理，研究了单裂隙在法向应力、剪应力及复杂应力条件下的流固耦合特性，建立了渗透系数与应变相关的流固耦合数学模型，并对拱坝和坝肩岩体的流固耦合进行了求解。高海鹰［98］从工程观点出发，在对完整岩块的渗透系数忽略不计的条件下，借助层面缝隙流运动规律和变分基本原理，建立了裂隙岩体渗流场和应力场耦合模型，提出了运用同一套单元网格对两场进行区域离散的观点。平扬等［99］基于Biot固结理论，对深基坑工程开挖过程中渗流场与应力场的变化规律及其导致的基坑稳定问题进行了数值模拟，得到了基坑在开挖和降水过程中开挖范围及临近区域地面沉降等环境效应的基本规律，并对比分析了考虑渗流作用和不考虑渗流作用时基坑周围土体水平位移差异，结果表明，考虑耦合作用的地基变形计算结果要大于未考虑耦合作用时的计算结果，且更接近于实测值，在渗流过程中，软土介质变形和孔隙变化是应力和孔隙压力相互作用的结果，也就是说饱和软土地基变形是固结与渗流共同作用的结果。罗晓辉等［100］对渗流场进行了稳定渗流与非稳定渗流有限元分析，将渗流场的水力作用加到了应力场的分析中，对深基坑开挖过程中渗流场的变化规律以及对应力场产生的影响进行了探讨。王媛等［101］以Biot理论为基础，提出了以结点位移和孔隙水压力为未知量的渗流场与应力场耦合的计算方法。李培超、孔祥言等［102］将基于多孔介质的有效应力原理引入流固耦合渗流中，并根据平衡条件得出了应力场方程;分析了流固耦合渗流的物理特性，建立起孔隙度和渗透率动态模型，依据流体力学连续性方程，考虑流固耦合情形下多孔介质骨架变形特性和流体的可压缩性，得到了孔隙流体的连续性方程，建立起了饱和多孔介质流固耦合渗流的数学模型，并与经典一维固结理论进行了定性对比分析。徐则民等［103］论述了渗流场与应力场耦合分析的基本原理及其在斜坡稳定性评价中应用的理论基础和技术路线。杨志锡、叶为民、杨林德［104］等将饱和土体视为均质、连续地各向异性弹塑性多孔介质，根据虚位移原理推导出饱和土体内各向异性渗流直接耦合的有限元法计算公式，并针对直接耦合法所生成的病态方程采用MATLAB语言编写出平面条件下的计算程序，对各向异性弹性多孔介质中Mandel效应进行数值模拟分析。陈波、李宁等［105］在推证多孔介质三场耦合数学模型微分控制方程的基础上，系统地推导了6结点三角形单元的固液两相介质的温度场、变形场、渗流场三场耦合问题的有限元格式。陈庆中、冯星梅等［106］参照Sandhu和钱伟长的成果，利用变分原理，对应力场、渗流场和温度场三场耦合进行定边界和定初值，并且提出可以同时考虑三场耦合问题的分析方法。邹建新［107］考虑应力场耦合作用的均质土堤渗流场理论分析与模型试验研究，并在理论分析及结合已有工程经验基础上，总结归纳了堤防防渗加固措施及其合理选用，编制了施工指南，并已交付长沙市水利局等单位指导工程实践。薛世峰、宋惠珍［108］等基于连续介质力学的一般理论，在多相渗流理论模型的基础上，建立了耦合形式的油相压力、水相饱和度方程和固相变形方程，并给出了相应的Galerkin有限元数值求解公式。采用全隐式顺序求解的方法求解饱和两相流的驱替方程;对非线性固体变形的求解，则采用了改进的初应力-增量加载方法求解，并对流固耦合效应进行了初步的讨论。李玉岐等［109］基于一维非稳定渗流理论，研究大面积开挖基坑且支护墙体刚度较大情况下坑内外水头的变化规律，并推导相应计算公式，进而分析坑底水头、孔隙水压力、有效应力以及回弹变形随时间的变化关系。田东方等［110］介绍了考虑固结压力条件下的土水特征曲线以及坡面径流-非饱和渗流耦合分析的计算方法，提出坡面径流-非饱和渗流分析与应力场的耦合计算方法，并编制相应的有限元程序，通过算例对比了耦合与非耦合情况下应力场、渗流场的差异，说明耦合分析更符合实际，且所提出的方法是切实可行的。屈建军等［111］以大岗山水电站右岸整体边坡为例建立三维有限元模型，模拟了考虑地下水作用的渗流场与应力场耦合分析的初始、开挖卸荷加固、运行期蓄水3种计算工况，采用FLAC3D软件计算了相对位移场、渗流场和应力场及塑性区的分布情况。(www.daowen.com)

综上所述，渗流场和应力场之间的相互影响是不可忽视的。目前国内外学者考虑渗流场和应力场之间的相互影响主要体现在:应力场通过改变孔隙大小影响渗流场，而渗流场以渗流力的形式影响应力场。除此之外，应力场的变化会对土水特性产生影响，而渗流场的变化会引起土体强度特性的变化，这些影响在流固耦合中都应予以考虑。