濕壓剪條件下黃土結(jié)構(gòu)性演化特性研究

羅愛忠,邵生俊,方　娟,王思驊

(1 貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 土木建筑工程學(xué)院,貴州 畢節(jié) 551700；2 西安理工大學(xué) 巖土工程研究所,陜西 西安 710048)

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濕壓剪條件下黃土結(jié)構(gòu)性演化特性研究

羅愛忠1,2,邵生俊2,方娟1,王思驊1

(1 貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 土木建筑工程學(xué)院,貴州 畢節(jié) 551700；2 西安理工大學(xué) 巖土工程研究所,陜西 西安 710048)

[摘要]【目的】 分析增濕及剪切條件下黃土結(jié)構(gòu)性的演化發(fā)展特性。【方法】 在初始含水率為10%，15%，18%，22%，44%(飽和)以及固結(jié)圍壓為50，100，200，300 kPa條件下對(duì)黃土進(jìn)行三軸剪切試驗(yàn)，測(cè)定并分析應(yīng)力結(jié)構(gòu)性參數(shù)、應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù)與綜合應(yīng)變的關(guān)系。【結(jié)果】 黃土應(yīng)力結(jié)構(gòu)性參數(shù)和應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù)均能夠反映出在整個(gè)應(yīng)力加載過程中壓剪作用對(duì)土結(jié)構(gòu)性漸變演化特性的影響。但是在初始剪切階段應(yīng)力結(jié)構(gòu)性參數(shù)的變化規(guī)律受試驗(yàn)條件的影響相對(duì)較大，在低固結(jié)圍壓、低含水率情況下，應(yīng)力結(jié)構(gòu)性參數(shù)隨著綜合應(yīng)變的增加總體呈現(xiàn)出先上升后下降，之后趨于穩(wěn)定的變化趨勢(shì)；在固結(jié)圍壓及含水率較高的情況下，應(yīng)力結(jié)構(gòu)性參數(shù)隨著綜合應(yīng)變的增加而逐漸減小。在增濕及剪切條件下，應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù)隨綜合應(yīng)變的增加呈現(xiàn)單調(diào)衰減的趨勢(shì)，且二者之間的關(guān)系曲線光滑，規(guī)律性較強(qiáng)；應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù)與綜合應(yīng)變之間呈指數(shù)函數(shù)關(guān)系?！窘Y(jié)論】 與應(yīng)力結(jié)構(gòu)性參數(shù)相比，應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù)能有效且完整地描述增濕和壓剪應(yīng)力作用下黃土結(jié)構(gòu)性演化的整個(gè)過程。

[關(guān)鍵詞]黃土；結(jié)構(gòu)性；演化特征；增濕壓剪；本構(gòu)模型

土中顆粒的組成、顆粒的排列與組合、顆粒間的作用力導(dǎo)致了天然沉積黏土形成了不同的結(jié)構(gòu)，土結(jié)構(gòu)性的存在，對(duì)土的強(qiáng)度、滲透性及宏觀應(yīng)力應(yīng)變特性帶來很大的影響，這種土結(jié)構(gòu)性對(duì)其力學(xué)特性的影響首先被Terzaghi[1]所認(rèn)識(shí)。黃土屬于一種典型的非飽和結(jié)構(gòu)性土，由于其特殊的環(huán)境及沉積歷史，其結(jié)構(gòu)性宏觀力學(xué)特性顯示出了與一般結(jié)構(gòu)性土所不同的性質(zhì)。為了研究黃土變形過程中其結(jié)構(gòu)性的變化，謝定義等[2]通過側(cè)限壓縮試驗(yàn)研究了增濕及壓縮應(yīng)力條件下土結(jié)構(gòu)性發(fā)展的變化規(guī)律。但在巖土工程中，土結(jié)構(gòu)破壞一般是以剪切破壞為主，在黃土結(jié)構(gòu)性剪切破壞的過程中，將土的結(jié)構(gòu)性定量化有助于分析結(jié)構(gòu)性變化對(duì)土宏觀力學(xué)行為及變形性狀的影響。針對(duì)黃土在各種應(yīng)力狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)性演變特性，邵生俊等[3]、馮志焱[4]分別提出用構(gòu)度參數(shù)和靜力觸探結(jié)構(gòu)性參數(shù)描述土體的初始結(jié)構(gòu)性，謝定義等[5]、邵生俊等[6-7]、鄧國華等[8]、陳存禮等[9]、駱亞生等[10]分別提出了用應(yīng)變結(jié)構(gòu)性參數(shù)、應(yīng)力結(jié)構(gòu)性參數(shù)、應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù)、孔隙比結(jié)構(gòu)性參數(shù)等來描述結(jié)構(gòu)性黃土的損傷演化過程。筆者針對(duì)結(jié)構(gòu)性對(duì)黃土力學(xué)特性的影響也展開了相關(guān)的研究[11-15]。

在土體結(jié)構(gòu)性的研究中，人們將其分為初始結(jié)構(gòu)性、加載結(jié)構(gòu)性來研究，這種研究方法在一定程度上得到了簡(jiǎn)化，但對(duì)于土結(jié)構(gòu)性的連續(xù)發(fā)展規(guī)律解釋不足。本研究采用三軸剪切試驗(yàn)，分析不同含水率和固結(jié)圍壓條件下黃土應(yīng)力結(jié)構(gòu)性參數(shù)、應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù)與綜合應(yīng)變的關(guān)系，探討濕壓剪條件下黃土結(jié)構(gòu)性的演化特性。

1黃土結(jié)構(gòu)性演變特性分析

1.1研究方案及黃土的基本物理特性

為了研究黃土的結(jié)構(gòu)性在濕壓、濕剪和壓剪等外部環(huán)境變化下的漸變演化規(guī)律，尋求一個(gè)能直接反映初始到變形全過程結(jié)構(gòu)性本質(zhì)的綜合結(jié)構(gòu)勢(shì)參數(shù)，使它與土的變形-強(qiáng)度-結(jié)構(gòu)性規(guī)律相聯(lián)系，本研究采用三軸剪切試驗(yàn)進(jìn)行分析。試驗(yàn)黃土的基本物理特性如表1所示。試驗(yàn)土樣的含水率(w)分別控制為10%，15%，18%，22%，44%(飽和)；試驗(yàn)固結(jié)圍壓(σc)分別設(shè)置為50，100，200，300 kPa。

表 1　供試黃土的基本物理性質(zhì)

1.2黃土的應(yīng)力結(jié)構(gòu)性參數(shù)及應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù)的變化規(guī)律

為了反映濕壓、濕剪、壓剪等對(duì)結(jié)構(gòu)性土強(qiáng)度及變形的綜合影響，采用由體應(yīng)變和剪應(yīng)變確定的綜合應(yīng)變，從而建立結(jié)構(gòu)性參數(shù)與綜合應(yīng)變的關(guān)系。綜合應(yīng)變定義如下：

(1)

式中：εD為綜合應(yīng)變，εv為體應(yīng)變，εs為剪應(yīng)變。

1.2.1應(yīng)力結(jié)構(gòu)性參數(shù)與綜合應(yīng)變的關(guān)系綜合結(jié)構(gòu)勢(shì)的核心是將黃土原生結(jié)構(gòu)的損傷和次生結(jié)構(gòu)的生成結(jié)合起來，通過原狀土、重塑土及飽和土之間的力學(xué)差異來反映土結(jié)構(gòu)的可穩(wěn)性和可變性。邵生俊等[3]提出的應(yīng)力結(jié)構(gòu)性參數(shù)以三軸試驗(yàn)為基礎(chǔ)，考慮了三軸應(yīng)力路徑中剪切應(yīng)力的作用對(duì)土結(jié)構(gòu)性的影響，根據(jù)綜合結(jié)構(gòu)勢(shì)中結(jié)構(gòu)可穩(wěn)性和可變性的2個(gè)方面，將應(yīng)力結(jié)構(gòu)性參數(shù)定義為：

(2)

式中：mσ為應(yīng)力結(jié)構(gòu)性參數(shù)，m1表征結(jié)構(gòu)可變性，m2表征結(jié)構(gòu)可穩(wěn)性，q0、qr和qs分別為同一綜合應(yīng)變?chǔ)臘所對(duì)應(yīng)的原狀黃土、重塑黃土及飽和黃土的剪應(yīng)力。

依據(jù)式(2)，根據(jù)文獻(xiàn)[11]的數(shù)據(jù)，得到黃土不同固結(jié)圍壓(σc)及含水率(w)條件下的應(yīng)力結(jié)構(gòu)性參數(shù)與綜合應(yīng)變的關(guān)系如圖1所示。由圖1可以看出，應(yīng)力結(jié)構(gòu)性參數(shù)能夠反映出整個(gè)應(yīng)力加載過程中壓剪作用對(duì)土結(jié)構(gòu)漸變演化特性的影響，黃土的應(yīng)力結(jié)構(gòu)性參數(shù)與綜合應(yīng)變的關(guān)系具有一定的規(guī)律性，但是在剪切初始階段，應(yīng)力結(jié)構(gòu)性參數(shù)變化受試驗(yàn)條件的影響相對(duì)較大。在低固結(jié)圍壓、低含水率情況下，在較小綜合應(yīng)變的范圍(εD小于2%)，應(yīng)力結(jié)構(gòu)性參數(shù)隨著綜合應(yīng)變的增加總體呈現(xiàn)一個(gè)近似線性增長(zhǎng)的過程，達(dá)到某一峰值后，隨著綜合應(yīng)變的繼續(xù)增加，應(yīng)力結(jié)構(gòu)性參數(shù)急劇下降。在固結(jié)圍壓及含水率較高的情況下，由于初始濕度及固結(jié)圍壓對(duì)土體結(jié)構(gòu)的影響，在剪切過程中應(yīng)力結(jié)構(gòu)性參數(shù)變化的規(guī)律性不明顯，但總體上來看，應(yīng)力結(jié)構(gòu)性參數(shù)隨著綜合應(yīng)變的增加而逐漸減小。

圖 1　不同含水率(w)及固結(jié)圍壓(σc)條件下黃土應(yīng)力結(jié)構(gòu)性參數(shù)與綜合應(yīng)變的關(guān)系

由圖1還可以看出，含水率是應(yīng)力結(jié)構(gòu)性參數(shù)變化發(fā)展的關(guān)鍵性因素。含水率對(duì)應(yīng)力結(jié)構(gòu)性參數(shù)的衰減變化具有一定的影響。隨著含水率的增大，應(yīng)力結(jié)構(gòu)性參數(shù)出現(xiàn)統(tǒng)一的衰減。這與以往人們對(duì)黃土水敏性特性的研究結(jié)論一致[5]。

1.2.2應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù)與綜合應(yīng)變的關(guān)系由于應(yīng)力結(jié)構(gòu)性參數(shù)只考慮了三軸應(yīng)力路徑中，剪切應(yīng)力的發(fā)展對(duì)土結(jié)構(gòu)性的影響，而對(duì)于土材料而言，球應(yīng)力的作用同樣會(huì)引起土結(jié)構(gòu)的損傷，甚至于會(huì)發(fā)生破壞。另外，用應(yīng)力結(jié)構(gòu)性參數(shù)來反映土結(jié)構(gòu)性的損傷演化發(fā)展時(shí)，隨著剪切變形的發(fā)展，結(jié)構(gòu)性損傷演化曲線出現(xiàn)了先增長(zhǎng)后減小的現(xiàn)象?；谶@樣的認(rèn)識(shí)，鄧國華等[8]提出了應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù)的概念，應(yīng)力比實(shí)際上表征了三軸剪切過程中單位球應(yīng)力所對(duì)應(yīng)的剪應(yīng)力的大小，反映了單位球應(yīng)力作用下土結(jié)構(gòu)抵抗外部荷載的能力。隨著應(yīng)力比的增大，單位球應(yīng)力作用下土結(jié)構(gòu)抵抗外部荷載的能力增大，土體抵抗變形的能力也隨之增強(qiáng)。應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù)的定義為：

(3)

式中：mη為應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù)，m1表征結(jié)構(gòu)可變性，m2表征結(jié)構(gòu)可穩(wěn)性，η0、ηr和ηs分別為同一綜合應(yīng)變?chǔ)臘所對(duì)應(yīng)的原狀黃土、重塑黃土及飽和黃土的應(yīng)力比。

在一般三軸應(yīng)力條件下，土結(jié)構(gòu)的損傷演化不僅與土所受的剪應(yīng)力相關(guān)，還與其所受的球應(yīng)力相關(guān)，依據(jù)式(3)，整理的黃土不同固結(jié)圍壓及含水率條件下的應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù)與綜合應(yīng)變的關(guān)系如圖2所示。

圖 2　不同含水率(w)及固結(jié)圍壓(σc)條件下黃土應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù)與綜合應(yīng)變的關(guān)系

建立應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù)時(shí)不僅要考慮三軸壓縮過程中剪切應(yīng)力對(duì)土結(jié)構(gòu)性漸變演化發(fā)展的作用，同時(shí)也應(yīng)該考慮球應(yīng)力對(duì)土結(jié)構(gòu)漸變演化發(fā)展的影響。采用剪應(yīng)力與球應(yīng)力的比值(應(yīng)力比)來反映其綜合影響，這種方法對(duì)剪切過程中土結(jié)構(gòu)性的變化規(guī)律描述具有一定的優(yōu)越性和合理性，在變形上考慮了體積應(yīng)變與剪切應(yīng)變對(duì)結(jié)構(gòu)性參數(shù)的影響后，所建立的應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù)與定義的綜合應(yīng)變之間的關(guān)系，其更能反映出各種應(yīng)力路徑變化過程中壓剪、濕剪、濕壓等作用對(duì)土結(jié)構(gòu)性發(fā)展?jié)u變演化特性的影響。

基于剪應(yīng)力的應(yīng)力結(jié)構(gòu)性參數(shù)在描述土三軸剪切過程中結(jié)構(gòu)性損傷演化規(guī)律時(shí)出現(xiàn)一個(gè)峰值，該點(diǎn)所代表的意義與實(shí)際剪切過程中結(jié)構(gòu)性演化有所不符，也與當(dāng)前人們對(duì)土結(jié)構(gòu)性的認(rèn)識(shí)規(guī)律不相符；此外，土的剪切過程實(shí)際上是土承受球應(yīng)力和剪應(yīng)力共同作用的過程，而應(yīng)力比剛好又表征了單位球應(yīng)力條件下剪應(yīng)力，在偏平面上可以表征土的抵抗外部荷載作用及其結(jié)構(gòu)的漸進(jìn)破壞程度；綜合應(yīng)變的發(fā)生從定性上來講對(duì)土結(jié)構(gòu)的損傷實(shí)際上是一個(gè)衰減的過程。由圖2可知，在增濕及剪切應(yīng)力條件下，應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù)隨綜合應(yīng)變的增加呈現(xiàn)遞減的趨勢(shì)，且曲線光滑，規(guī)律性較強(qiáng)?？傮w而言，在描述黃土的濕壓、濕剪及壓剪作用過程中土的結(jié)構(gòu)損傷變化規(guī)律時(shí)，應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù)與綜合應(yīng)變的關(guān)系具有一定的優(yōu)勢(shì)，這樣一個(gè)單調(diào)衰減的過程有助于在土體結(jié)構(gòu)性與強(qiáng)度變形關(guān)系的研究中對(duì)土在任意的應(yīng)力狀態(tài)下進(jìn)行定量化，從而對(duì)土體任意時(shí)刻外部荷載作用過程中的漸進(jìn)破壞程度進(jìn)行定量的分析研究，從而為實(shí)踐中工程結(jié)構(gòu)及地基邊坡土體穩(wěn)定性量化的研究提供指導(dǎo)作用。

1.3應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù)的數(shù)學(xué)描述

綜合以上分析可以看出，與應(yīng)力結(jié)構(gòu)性參數(shù)相比，采用應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù)與綜合應(yīng)變之間的關(guān)系來描述土結(jié)構(gòu)損傷演化規(guī)律具有較大的優(yōu)勢(shì)。 依據(jù)三軸壓縮應(yīng)力條件下應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù)與綜合應(yīng)變的試驗(yàn)分析關(guān)系，建立了黃土的應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù)與含水率、綜合應(yīng)變之間的數(shù)學(xué)描述，其關(guān)系可以用下式表示：

mη=f(w,εD)。

(4)

式中：mη為應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù)，w為初始含水率，εD為綜合應(yīng)變。

根據(jù)應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù)(mη)與綜合應(yīng)變(εD)之間的變化規(guī)律，可以得到二者之間的關(guān)系式：

mη=a1exp(-b1εD)+c1。

(5)

式中：εD為綜合應(yīng)變，a1、b1和c1為與含水率及土類相關(guān)的參數(shù)。

依據(jù)圖2可得到不同含水率下黃土的a1、b1和c1，繪制黃土參數(shù)a1、b1和c1與含水率的關(guān)系圖，結(jié)果見圖3。從圖3可以看出，對(duì)于黃土，參數(shù)a1和c1都隨著含水率的增大呈現(xiàn)遞減的趨勢(shì)，而參數(shù)b1隨著含水率的增加呈遞增的趨勢(shì)。在不同含水率和固結(jié)圍壓下，應(yīng)力結(jié)構(gòu)性參數(shù)曲線變化有差異，但總體呈降低趨勢(shì)，這說明了隨著綜合應(yīng)變的發(fā)展，剪切過程中黃土的結(jié)構(gòu)性損傷演化變化趨勢(shì)是相同的，所不同的恰恰是變化衰減比例的不同。c1一定程度上代表了黃土的初始結(jié)構(gòu)性大小，可以看出，對(duì)于濕陷性黃土，增濕對(duì)其結(jié)構(gòu)性的影響有一致性，也說明了濕度的變化是土結(jié)構(gòu)性漸變演化發(fā)展變化的一個(gè)重要方面。

圖 3　參數(shù)a1、b1、c1與黃土含水率的關(guān)系

依據(jù)圖3的分析結(jié)果，可以得到對(duì)于不同的黃土，參數(shù)a1、b1及c1可以通過如下的關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算：

a1=-0.436 3w+17.974，

(6)

b1=0.162 0w-0.933 1，

(7)

c1=-0.104 9w+3.981 1。

(8)

2應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù)的有效性與完整性分析

2.1應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù)預(yù)測(cè)的有效性

依據(jù)應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù)隨綜合應(yīng)變變化發(fā)展的規(guī)律，以及相應(yīng)的數(shù)學(xué)描述和相關(guān)參數(shù)變化規(guī)律，運(yùn)用式(5)給出的擬合公式，預(yù)測(cè)分析了黃土的結(jié)構(gòu)性參數(shù)演化規(guī)律，結(jié)果如圖4所示。從圖4可以看出，式(5)所描述的應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù)隨綜合應(yīng)變?cè)黾佣兓囊?guī)律與試驗(yàn)結(jié)果完全一致。表明應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù)預(yù)測(cè)有一定的有效性。

2.2應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù)描述土結(jié)構(gòu)性的完整性

黃土本身的顆粒性狀、孔隙性狀、濕度狀態(tài)及組成物礦物成分等因素的不同，使得土體具有不同的原生結(jié)構(gòu)，因而也就具有不同的初始結(jié)構(gòu)性。應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù)不僅可以反映加載過程中的土體結(jié)構(gòu)性變化發(fā)展，也可以描述土結(jié)構(gòu)性的完整性，將初始結(jié)構(gòu)性與變形全過程中的結(jié)構(gòu)性聯(lián)系起來。

圖 4不同含水率黃土應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù)與

綜合應(yīng)變的關(guān)系預(yù)測(cè)

Fig.4Simulation curves of stress ratio structural

parameter under different water contents

依據(jù)應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù)描述加載過程中土結(jié)構(gòu)性演化發(fā)展的合理性及準(zhǔn)確性，以及建立的應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù)(mη)與綜合應(yīng)變(εD)的關(guān)系式(5)，在初始綜合應(yīng)變?yōu)?時(shí)，確定的應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù)具有一定的物理意義，換言之如果式(5)中令初始應(yīng)變?yōu)?，就可以得到該種土的初始結(jié)構(gòu)性。由式(5)計(jì)算可知，當(dāng)綜合應(yīng)變等于0時(shí)，含水率為10%，15%，18%，22%黃土對(duì)應(yīng)的初始應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù)分別為16.686，13.855，11.754，10.348。由圖5可以看出，黃土的應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù)初始值(mη 0)隨含水率的增加而降低，黃土的應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù)初始值與含水率之間呈良好的線性關(guān)系，可以通過如下的關(guān)系式描述：

mη 0=a2w+b2。

(9)

式中：a2和b2為與材料相關(guān)的參數(shù)，不同的區(qū)域黃土材料的參數(shù)不同，本研究中黃土的材料參數(shù)a2和b2取值分別為-0.541 2，0.219 6。

圖 5　黃土應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù)初始值與含水率的關(guān)系

3結(jié)論

1)基于結(jié)構(gòu)性黃土的常規(guī)三軸試驗(yàn)數(shù)據(jù)，提出了綜合應(yīng)變的概念，并給出了相應(yīng)的定義。

2)通過比較應(yīng)力結(jié)構(gòu)性參數(shù)與應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù)在描述土結(jié)構(gòu)性損傷演化特性時(shí)的不同，論證了通過應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù)與綜合應(yīng)變之間的關(guān)系在描述土結(jié)構(gòu)性漸變演化特性時(shí)具有優(yōu)越性，并建立了應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù)與綜合應(yīng)變之間的關(guān)系式。

3)通過經(jīng)驗(yàn)公式預(yù)測(cè)，驗(yàn)證了應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù)描述黃土結(jié)構(gòu)性損傷演化特性的有效性及完整性。

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Structural evolution of collapse loess under moisture and compression-shearing stress

LUO Ai-zhong1,2，SHAO Sheng-jun2，F(xiàn)ANG Juan1，WANG Si-hua1

(1SchoolofCivilEngineeringandArchitecture,GuizhouUniversityofEngineeringScience,Bijie,GuiZhou551700,China;2InstituteofGeotechnicalEngineering,Xi’anUniversityofTechnology,Xi’an,Shaanxi710048,China)

Abstract:【Objective】 This study analyzed the structural development process of collapse loess under moisture and compression-shearing stress.【Method】 The tri-axial shearing tests of collapse loess were carried out with initial water contents of 10%,15%,18%,22%,and 44% (saturation),and confining pressures of 50,100,200,and 300 kPa.The stress structural parameter,stress ratio structural parameter and comprehensive strain were measured and their relationships were analyzed.【Result】 The structural evolution of loess was reflected by stress structural parameter and stress ratio structural parameter.But stress structural parameter was significantly affected by experimental condition at the initial loading stage.When the pressure and water content were low,stress structural parameter increased firstly before decreasing to a stable level as the increase of stress.When the pressure and water content were high,stress structural parameter decreased as the increase of stress.Stress ratio structural parameter decreased as the increase of stress and the relationship curve was smooth with strong regularity.There was an exponential relationship between stress ratio structural parameter and compressive strain.【Conclusion】 Stress ratio structural parameter provided a complete description of the throughout structural development process under moisture and compression-shearing.

Key words:loess;structural;development evolution law;moisture and compression-shearing;constitutive model

DOI：網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間:2016-01-0810:2210.13207/j.cnki.jnwafu.2016.02.032

[收稿日期]2014-06-17

[基金項(xiàng)目]國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41272320)；貴州省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(黔科合J字LKB[2012]13號(hào))；貴州省教育廳自然科學(xué)重點(diǎn)項(xiàng)目(黔教合KY字[2013]179)

[作者簡(jiǎn)介]羅愛忠(1980-)，男，貴州畢節(jié)人，副教授，博士，主要從事巖土力學(xué)及巖土工程防災(zāi)減災(zāi)與防護(hù)研究。

[中圖分類號(hào)]TU41

[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A

[文章編號(hào)]1671-9387(2016)02-0228-07

E-mail:aizhongluo@126.com