1、結(jié)構(gòu)性是天然巖土材料的基本屬性,其定性和定量上的復(fù)雜性致使土結(jié)構(gòu)性的研究仍處于一個(gè)“百花齊放”的探索階段。本文在總結(jié)土結(jié)構(gòu)性及其力學(xué)效應(yīng)研究成果的基礎(chǔ)上,借助新開(kāi)發(fā)的真三軸儀,在綜合結(jié)構(gòu)勢(shì)理論的框架內(nèi),進(jìn)一步深入認(rèn)識(shí)了土結(jié)構(gòu)性的變化規(guī)律,并探討分析了結(jié)構(gòu)性土的強(qiáng)度變形本構(gòu)關(guān)系。主要的研究成果有：第一,調(diào)試和完善了西安理工大學(xué)自主研發(fā)的新型真三軸儀。解決了該儀器系統(tǒng)存在的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題,如液壓囊漏水問(wèn)題、排水控制問(wèn)題、儀器系統(tǒng)誤差分析、

2、附屬設(shè)備的設(shè)計(jì)等。同時(shí),對(duì)試驗(yàn)方法進(jìn)行翔實(shí)的總結(jié),并提出了儀器系統(tǒng)尚存在的問(wèn)題。第二,通過(guò)真三軸儀,研究了原狀黃土、重塑黃土和飽和黃土的應(yīng)力應(yīng)變和體變特性。提出了一個(gè)可全面反映剪應(yīng)力和球應(yīng)力共同作用的結(jié)構(gòu)性參數(shù)——應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù),實(shí)現(xiàn)了應(yīng)力空間內(nèi)任意應(yīng)力路徑下對(duì)土結(jié)構(gòu)性的描述。通過(guò)常規(guī)三軸試驗(yàn)和真三軸試驗(yàn),系統(tǒng)地認(rèn)識(shí)了土結(jié)構(gòu)性的變化規(guī)律以及它與剪切變形、含水量、固結(jié)壓力和應(yīng)力路徑之間的關(guān)系,建立了描述結(jié)構(gòu)性變化規(guī)律的數(shù)學(xué)表達(dá)式,并揭示

3、了真三軸條件下土樣的四種破壞形式。第三,建立了土的強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)性之間的關(guān)系,提出了一個(gè)可考慮結(jié)構(gòu)性的抗剪強(qiáng)度公式,分析了強(qiáng)度參數(shù)粘聚力和內(nèi)摩擦角與結(jié)構(gòu)性參數(shù)之間的關(guān)系。認(rèn)為結(jié)構(gòu)性參數(shù)比與強(qiáng)度比成正比關(guān)系,粘聚力與結(jié)構(gòu)性參數(shù)符合近似的雙曲線關(guān)系,當(dāng)土的結(jié)構(gòu)性遭到徹底破壞時(shí),其粘聚力為0。摩擦角在結(jié)構(gòu)性變化過(guò)程中基本不變。第四,分析了應(yīng)力空間內(nèi)土的強(qiáng)度破壞面,探討了強(qiáng)度破壞面的大小和形狀與結(jié)構(gòu)性之間的關(guān)系。認(rèn)為結(jié)構(gòu)性較強(qiáng)時(shí),粘聚分量對(duì)土強(qiáng)度的

4、貢獻(xiàn)較大,三軸壓縮與三軸擠伸狀態(tài)時(shí)土的強(qiáng)度變化不大,其破壞面可以用Mises準(zhǔn)則描述；結(jié)構(gòu)性較弱時(shí),粘聚力貢獻(xiàn)較小或近于喪失,土的強(qiáng)度主要受顆粒摩擦特性的控制,其強(qiáng)度破壞面可以用Mohr-coulomb準(zhǔn)則描述。隨著結(jié)構(gòu)性的增大,強(qiáng)度破壞面逐漸向外擴(kuò)展。第五,分析了結(jié)構(gòu)性土準(zhǔn)先期固結(jié)壓力、壓縮曲線直線段斜率和回彈段斜率與結(jié)構(gòu)性參數(shù)之間的關(guān)系。在剖析等結(jié)構(gòu)性條件下土的臨界狀態(tài)力學(xué)特性和劍橋模型的基礎(chǔ)上,結(jié)合土結(jié)構(gòu)性的變化規(guī)律和結(jié)構(gòu)性土的強(qiáng)