張寧寧，駱亞生

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非飽和黃土的結(jié)構(gòu)性與強(qiáng)度特性的關(guān)系

張寧寧，駱亞生

(西北農(nóng)林科技大學(xué)水利與建筑工程學(xué)院，陜西楊凌，712100)

根據(jù)原狀黃土、重塑黃土和飽和重塑黃土的應(yīng)力?應(yīng)變曲線對(duì)比，定義黃土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)。通過(guò)三軸試驗(yàn)探討不同圍壓和含水率對(duì)土體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)的影響，研究土體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)與其抗剪強(qiáng)度指標(biāo)之間的關(guān)系。研究結(jié)果表明：圍壓和含水率是影響土體結(jié)構(gòu)性的2個(gè)主要因素，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)隨不同圍壓的變化曲線均處在一較狹窄的條帶范圍內(nèi)，具有很好的歸一性，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)隨含水率的增大而減??；土體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)隨著軸向應(yīng)變的增長(zhǎng)先線性增長(zhǎng)在達(dá)到峰值后又呈指數(shù)形式迅速衰減；結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)與黏聚力具有指數(shù)關(guān)系，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)與內(nèi)摩擦角具有線性關(guān)系；考慮結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)的抗剪強(qiáng)度準(zhǔn)則可以全面地反映具有結(jié)構(gòu)性土體的強(qiáng)度特性，比莫爾?庫(kù)侖強(qiáng)度準(zhǔn)則更符合實(shí)際工程。

非飽和黃土；結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)；抗剪強(qiáng)度；圍壓；含水率

土體的結(jié)構(gòu)是其強(qiáng)度、變形的內(nèi)在因素。土的結(jié)構(gòu)性是指構(gòu)成土體的顆粒的形狀、大小、表面特征、定量的比例關(guān)系、空間上的排列以及骨架顆粒的膠結(jié)形式，孔隙的形態(tài)、大小、數(shù)量以及分布情況等[1]。原狀黃土在沉積過(guò)程中形成了大孔隙骨架結(jié)構(gòu)，顆粒間接觸點(diǎn)處經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的物理化學(xué)作用而逐漸形成了膠結(jié)。同時(shí)，由于比較特殊的粒狀架空體系和顆粒間的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度[2]，從而也使原狀黃土具有結(jié)構(gòu)性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，在力學(xué)性質(zhì)上表現(xiàn)為土體保持原結(jié)構(gòu)狀態(tài)不被破壞的能力[3]。土的結(jié)構(gòu)性對(duì)土工程性質(zhì)的重要性已成為共識(shí)，被認(rèn)為是“21世紀(jì)土力學(xué)的核心問題”[4]。土結(jié)構(gòu)性研究分為3種途徑：細(xì)觀形態(tài)學(xué)途徑、固體力學(xué)途徑和土力學(xué)途徑。謝定義等[5]以原狀土、重塑土和飽和土的應(yīng)變?yōu)榛A(chǔ)提出了基于釋放土體結(jié)構(gòu)勢(shì)思想確定土體結(jié)構(gòu)的定量化參數(shù)(基于應(yīng)變考慮的結(jié)構(gòu)性參數(shù))，該方法能夠定量揭示土結(jié)構(gòu)性及其變化的力學(xué)效果，而比定性顯示土結(jié)構(gòu)性的形象特征或從個(gè)別側(cè)面定量描述土結(jié)構(gòu)性的差異更具有優(yōu)越性。駱亞生等[6?7]基于三軸試驗(yàn)提出了反映黃土結(jié)構(gòu)性的應(yīng)變綜合結(jié)構(gòu)勢(shì)參數(shù)，建立了對(duì)應(yīng)于復(fù)雜應(yīng)力條件的土結(jié)構(gòu)性本構(gòu)模型。陳存禮等[8]根據(jù)同一壓力下原狀、重塑和飽和黃土的孔隙比定義了一個(gè)定量結(jié)構(gòu)性參數(shù)，研究了結(jié)構(gòu)性參數(shù)隨壓力和含水率變化的規(guī)律性。邵生俊等[9?10]提出了基于應(yīng)力考慮的結(jié)構(gòu)性參數(shù)，并將結(jié)構(gòu)性參數(shù)引入到原狀黃土的應(yīng)力?應(yīng)變關(guān)系分析中，建立了非飽和濕陷性黃土的本構(gòu)模型。馮志焱 等[11?12]根據(jù)原狀土體、重塑土體和飽和原狀土體的試錐入土深度提出了試錐下沉結(jié)構(gòu)性參數(shù)，通過(guò)試驗(yàn)證明了結(jié)構(gòu)性定量化參數(shù)能夠描述土由初始物理狀態(tài)到等向應(yīng)力條件下再到偏壓剪切條件下的全過(guò)程中，土結(jié)構(gòu)性變化的連續(xù)性。田堪良等[13?14]提出黃土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度就是由聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和摩擦結(jié)構(gòu)強(qiáng)度組成的。因此，本文作者以陜西楊凌原狀黃土、重塑黃土和飽和重塑黃土作為研究對(duì)象，通過(guò)三軸剪切試驗(yàn)，對(duì)其在不同含水率和圍壓下結(jié)構(gòu)性變化特性及其與強(qiáng)度特性關(guān)系進(jìn)行研究。

1 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)所用黃土土樣均取自陜西楊凌渭河Ⅱ級(jí)階地，取土深度為4.0 m，屬于Q3黃土。試驗(yàn)土樣的物理性質(zhì)指標(biāo)見表1。

表1 陜西楊凌土樣的物理性質(zhì)指標(biāo)

為保證試驗(yàn)成果的可靠性和試驗(yàn)數(shù)據(jù)的可比性，試驗(yàn)制備過(guò)程嚴(yán)格遵守文獻(xiàn)[15]的要求。原狀土的取土、運(yùn)輸和制備時(shí)要盡量減少人為對(duì)土體的擾動(dòng)。將現(xiàn)場(chǎng)取回的原狀土樣分別制成不同含水率的原狀試樣和相應(yīng)的(同含水率、同密度)重塑試樣以及相應(yīng)的(同密度)飽和重塑試樣。

制備重塑試樣時(shí)，先將土樣碾碎、過(guò)篩、拌勻，充分破壞土樣的天然結(jié)構(gòu)，然后按所需含水率均勻加水?dāng)嚢瑁耢o置24 h，分層壓實(shí)至要求的密度(天然干密度)，要求試樣的含水率和密度的制樣相對(duì)誤差不超過(guò)1%。所制備的土樣初始含水率分別為9.89%，13.05%，15.61%，18.77%，21.49%以及飽和狀態(tài)共6種；飽和試樣采用抽氣飽和的方法進(jìn)行飽和。

為保證試樣中的水分均勻，將制好的試樣放入養(yǎng)護(hù)缸中靜置48 h。試驗(yàn)時(shí)初始固結(jié)圍壓3分別為100，200和400 kPa，試驗(yàn)采用固結(jié)不排水(CU)，剪切速率為0.02 mm/min。

2 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)及其變化規(guī)律

2.1 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)定義

謝定義等[5]認(rèn)為擾動(dòng)、加荷和浸水是改變?cè)瓲钔两Y(jié)構(gòu)的主要作用，通過(guò)重塑、擾動(dòng)和浸水飽和可使原狀土的結(jié)構(gòu)勢(shì)充分釋放出來(lái)，因此，在三軸儀上分別對(duì)原狀土、重塑土以及飽和重塑土進(jìn)行剪切試驗(yàn)所得到的應(yīng)力?應(yīng)變曲線的形狀如圖1所示。圖中0，r以及s分別為某一軸向應(yīng)變1下原狀土、重塑土和飽和重塑土的強(qiáng)度(1?3)。當(dāng)軸向應(yīng)變1相同時(shí)，原狀黃土的強(qiáng)度0最大，飽和重塑土的強(qiáng)度s最小，重塑土的強(qiáng)度r在二者之間。

圖1 三軸試驗(yàn)時(shí)原狀土、重塑土和飽和重塑土的應(yīng)力?應(yīng)變曲線

(0?r)反映了原狀黃土的聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，以聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)1來(lái)反映原狀黃土聯(lián)接結(jié)構(gòu)性的強(qiáng)弱(1=(0?r)/s)。1越大，表明原狀黃土的聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)性愈強(qiáng)，聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)被完全擾動(dòng)后的強(qiáng)度損失越大。

(r?s)反映了重塑黃土遇水后結(jié)構(gòu)的弱化和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的損失，以摩擦結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)2來(lái)反映重塑黃土摩擦結(jié)構(gòu)性的強(qiáng)弱(2=(r–s)/s)。2越大，表明重塑黃土的摩擦結(jié)構(gòu)性愈強(qiáng)，摩擦結(jié)構(gòu)愈水弱化后強(qiáng)度損失越大。

黃土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是由黃土顆粒之間的聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和摩擦結(jié)構(gòu)強(qiáng)度組成。因此，可以用黃土的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度勢(shì)1與摩擦結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)2之商即結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)=1/2來(lái)反映黃土總的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)。既包含了黃土的聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)，又包含了黃土的摩擦結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)，綜合反映了黃土的結(jié)構(gòu)性強(qiáng)弱，可以作為一個(gè)定量描述黃土結(jié)構(gòu)性的參數(shù)。

由式(1)可知：為0，r以及s的函數(shù)，即=(0，r，s)。其中，0，r以及s又隨應(yīng)變1的不同而不同，即0=(1)，r=(1)，s=(1)。

2.2 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)變化規(guī)律

試驗(yàn)結(jié)果表明，原狀黃土的應(yīng)力?應(yīng)變曲線有軟化型也有硬化型，試樣在低含水率和低圍壓下呈現(xiàn)應(yīng)變軟化型，隨著試樣含水率和圍壓的增大，其應(yīng)力?應(yīng)變曲線呈現(xiàn)硬化型，其主要原因是較高的含水率和較大的圍壓破壞了原狀土的結(jié)構(gòu)性，當(dāng)含水率較高和圍壓較大時(shí)，土體的結(jié)構(gòu)性遭受嚴(yán)重破壞，其應(yīng)力?應(yīng)變曲線呈現(xiàn)硬化型。重塑黃土的應(yīng)力?應(yīng)變曲線均呈硬化型。因此，在研究黃土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)時(shí)，將初始含水率和初始固結(jié)圍壓作為影響因素考慮在內(nèi)很有必要。

2.2.1 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)與初始固結(jié)圍壓的變化規(guī)律

圖2所示為不同初始含水率下結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)與不同初始固結(jié)圍壓的變化規(guī)律。從圖2可以看出：結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)具有峰值max，其峰值所對(duì)應(yīng)的軸向應(yīng)變1在1%附近，記為εmax。當(dāng)軸向應(yīng)變1小于εmax時(shí)，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)隨軸向應(yīng)變1的增大呈線性增大；當(dāng)軸向應(yīng)變1大于εmax時(shí)，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)隨軸向應(yīng)變1的增大反而減小，并呈指數(shù)形式迅速減小，最后趨于0；這表明土體的結(jié)構(gòu)性在變形的初期對(duì)土體的特性影響較大，隨著軸向應(yīng)變1的增長(zhǎng)其影響越來(lái)越??；出現(xiàn)max說(shuō)明土體具有一定的結(jié)構(gòu)調(diào)整與壓密效果，在壓力較小時(shí)，處于結(jié)構(gòu)壓密階段，隨著壓力的增長(zhǎng)，土體的初始結(jié)構(gòu)因土顆粒的調(diào)整壓密而使結(jié)構(gòu)性參數(shù)逐漸增大，當(dāng)壓力增大到一定值時(shí)，處于結(jié)構(gòu)性破壞階段。壓力的增大使土體的結(jié)構(gòu)性逐漸發(fā)生破壞，結(jié)構(gòu)性參數(shù)降低，孔隙比也降低，壓縮性較大。從圖2還可以看出：在相同含水率下，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)隨圍壓的變化呈規(guī)律性變化，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)隨軸向應(yīng)變1的變化曲線均處在一較狹窄的條帶范圍內(nèi)，即結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)對(duì)不同圍壓有較好的歸一性。

含水率/%: (a) 9.89; (b) 13.05; (c) 15.61; (d) 18.77; (e) 21.46

2.2.2 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)與初始含水率的變化規(guī)律

圖3所示為不同初始固結(jié)圍壓下結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)與不同初始含水率的變化規(guī)律。從圖3可以看出：不同初始含水率的試樣在相同固結(jié)圍壓時(shí)的土體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)隨著軸向應(yīng)變1的變化規(guī)律相似，都是先呈線性增大，達(dá)到峰值max后又以指數(shù)形式迅速減小。但土體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)峰值max隨著含水率的變化比隨圍壓的變化更加明顯，max隨著含水率的增加而減小。這是由于土體在含水率較小時(shí)，土體顆粒之間的摩擦力很大，摩擦強(qiáng)度也很大，在較小的力作用下，結(jié)構(gòu)難以被破壞，隨著軸力的增大，結(jié)構(gòu)才逐漸破壞，摩擦結(jié)構(gòu)強(qiáng)度才逐漸發(fā)揮出來(lái)，土體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)隨著含水率的增加而減小。

σ3/kPa: (a) 100; (b) 200; (c) 400

不同圍壓下的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)max與不同含水率的關(guān)系曲線如圖4所示。從圖4可以看出：結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)max隨含水率的變化有明顯變化規(guī)律，max隨含水率的減小而增大，具有很好的線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)2在不同圍壓下均接近于1。圍壓對(duì)土體結(jié)構(gòu)性的影響沒有含水率對(duì)其影響明顯。

圍壓/kPa: 1—100; 2—200; 3—400

2.3 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)與抗剪強(qiáng)度關(guān)系分析

天然沉積的原狀黃土表現(xiàn)出顯著的結(jié)構(gòu)性；通過(guò)擾動(dòng)、加荷和浸水等方式可使原狀土的結(jié)構(gòu)勢(shì)充分釋放出來(lái)。原狀土的應(yīng)力?應(yīng)變曲線既有軟化型又有硬化性，重塑土的應(yīng)力?應(yīng)變曲線均為硬化型；土體在剪切過(guò)程中，伴隨著土結(jié)構(gòu)的破損，黃土所表現(xiàn)出抵抗變形的能力將逐漸減弱，其強(qiáng)度也將發(fā)生明顯變化。在剪切變形初期(1＜εmax)，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)隨應(yīng)變的增長(zhǎng)而增大，土體抵抗剪切破壞的能力仍增強(qiáng)；當(dāng)土體承受的剪切應(yīng)力達(dá)到峰值后，隨著變形的增加，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)呈衰減趨勢(shì)，與抗剪強(qiáng)度的衰減一致?？梢姡和馏w的抗剪強(qiáng)度與其結(jié)構(gòu)性有密切關(guān)系，不同結(jié)構(gòu)性的土的抗剪強(qiáng)度不同，結(jié)構(gòu)性的增長(zhǎng)與衰減過(guò)程伴隨著土體抗剪強(qiáng)度的充分發(fā)揮和衰減。由于軟化型應(yīng)力?應(yīng)變曲線在峰值處強(qiáng)度充分發(fā)揮；硬化型應(yīng)力?應(yīng)變曲線在剪切破壞時(shí)強(qiáng)度充分發(fā)揮。因此，依據(jù)土體不同的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)對(duì)應(yīng)強(qiáng)度的試驗(yàn)結(jié)果(見表2)，可以分析土體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)與其抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的關(guān)系。

表2 土體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)與其抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果

注：YZ表示原狀土樣；CS表示重塑土樣。

圖5 土體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)與黏聚力c的關(guān)系

圖6 土體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)與內(nèi)摩擦角φ的關(guān)系

土的抗剪強(qiáng)度準(zhǔn)則是由莫爾?庫(kù)侖提出，并在土力學(xué)中得到了廣泛應(yīng)用，但其由于土體的結(jié)構(gòu)性強(qiáng)度是變化的，即呈非線性。因此，線性的莫爾?庫(kù)侖準(zhǔn)則對(duì)具有結(jié)構(gòu)性的土體不再完全適用。所以，本文擬將土體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)引入莫爾?庫(kù)侖準(zhǔn)則中，以此來(lái)反映結(jié)構(gòu)性土的強(qiáng)度特征。考慮結(jié)構(gòu)性影響的抗剪強(qiáng)度公式可表述為

式(6)將土體的抗剪強(qiáng)度表述成結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)的函數(shù)，通過(guò)強(qiáng)度參數(shù)與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)之間的關(guān)系來(lái)描述具有結(jié)構(gòu)性土體的強(qiáng)度特征。另外，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)已經(jīng)考慮了土體初始含水率、初始固結(jié)圍壓的影響，因此，這種表達(dá)方式可以全面地反應(yīng)具有結(jié)構(gòu)性土體的強(qiáng)度特性。將式(2)和(4)以及式(3)和(5)分別代入式(6)中得到原狀土考慮土體結(jié)構(gòu)性的抗剪強(qiáng)度公式(式(7))和重塑土考慮土體結(jié)構(gòu)性的抗剪強(qiáng)度公式(式(8))。式(7)和式(8)中不再用，而用代替，因?yàn)槭请S變化而變化的。

將計(jì)算值與試驗(yàn)值進(jìn)行對(duì)比分析，見圖7和圖8。由圖7和圖8可以看出：考慮土體結(jié)構(gòu)性的抗剪強(qiáng)度公式計(jì)算值不再符合直線規(guī)律，而是呈曲線變化，這與土體的實(shí)際受力過(guò)程相符合，更有助于實(shí)際工程意義。

1—計(jì)算值，w=9.89%；2—試驗(yàn)值，w=9.89%；3—計(jì)算值，w=13.05%；4—試驗(yàn)值，w=13.05%；5—計(jì)算值，w=15.61%；6—試驗(yàn)值，w=15.61%；7—計(jì)算值，w=18.77%；8—試驗(yàn)值，w=18.77%；9—計(jì)算值，w=21.49%；10—試驗(yàn)值，w=21.49%

1—計(jì)算值，w=9.89%；2—試驗(yàn)值，w=9.89%；3—計(jì)算值，w=13.05%；4—試驗(yàn)值，w=13.05%；5—計(jì)算值，w=15.61%；6—試驗(yàn)值，w=15.61%；7—計(jì)算值，w=18.77%；8—試驗(yàn)值，w=18.77%；9—計(jì)算值，w=21.49%；10—試驗(yàn)值，w=21.49%

3 結(jié)論

1) 黃土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是由黃土顆粒之間的聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和摩擦結(jié)構(gòu)強(qiáng)度組成。通過(guò)原狀非飽和黃土、重塑黃土以及飽和重塑黃土的應(yīng)力?應(yīng)變關(guān)系對(duì)比，定義了結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)，為研究非飽和黃土結(jié)構(gòu)提供了新的途徑。

2) 土體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)隨著土體軸向應(yīng)變的增長(zhǎng)分為2個(gè)階段：第1階段，當(dāng)1＜ηmax時(shí)，土體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)隨軸向的應(yīng)變的增長(zhǎng)呈線性迅速增長(zhǎng)，直到達(dá)到峰值max，此時(shí)ηmax接近于1%；第2階段，當(dāng)1＞ηmax時(shí)，土體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)隨軸向的應(yīng)變的增長(zhǎng)呈指數(shù)形式迅速減小。

3) 在相同含水率下，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)隨圍壓的變化呈規(guī)律性變化，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)隨軸向應(yīng)變1的變化曲線均處在一較狹窄的條帶范圍內(nèi)，即結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)對(duì)不同圍壓有較好的歸一性；在相同圍壓下，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)參數(shù)隨土體含水率的增加而減小，由于土體在含水率較小時(shí)，黃土顆粒之間的摩擦力很大，摩擦結(jié)構(gòu)強(qiáng)度勢(shì)較大。

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Relationship between structure and strength property of unsaturated loess

ZHANG Ningning, LUO Yasheng

(College of Water Resources and Architectural Engineering, Northwest A & F University, Yangling 712100, China)

Based on the stress?strain curves of undisturbed loess, disturbed loess and saturated disturbed loess, structural parameterwas defined. The effect of confining pressure and moisture content on structural parameter was analyzed, and the relationship between structural strength potential parameter and shearing strength parameter was discussed. The results indicate that the structure of loess is mainly affected by confining pressure and moisture content. The relationship curves between structural strength potential parameter and confining pressure have the very good normalization in a relatively narrow band range. The water content of loess is larger, and its structure parameter’ peak is stronger. The structure parameter increases linearly, then reaches the peak, and later decreases exponentially with the increment of strain. The relationship between structural strength potential parameter and cohesion is exponential and the structural strength potential parameter is linearly related to internal friction angle. The shear strength criterion, which considers structural strength potential parameter, comprehensively specifies strength property of structural soil, and it is superior to Mohr-Coulomb strength criterion, and more in line with actual engineering.

unsaturated loess; structural strength potential parameters; shear strength; confining pressure; moisture content

10.11817/j.issn.1672-7207.2015.05.036

TU444

A

1672?7207(2015)05?1838?07

2014?05?19；

2014?08?30

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51178392) (Project(51178392) supported by the National Natural Science Foundation of China)

駱亞生，教授，博士生導(dǎo)師，從事黃土力學(xué)與工程的研究；E-mail: 771545499@qq.com

(編輯 趙俊)