（岩土工程专业论文）黄土增湿模量与黄土地基增湿变形研究.pdf

西安建筑科技大学硕士学位论文 黄土增湿模量与黄土地基增湿变形研究 专业：岩土工程 研究生：龚复军 导师：赵树德教授 王铁行副教授 摘要 黄土由于其特殊的结构性，一般在浸水与压力的作用下显示出不同程度的增湿变形。许多 工程事故都因其增湿变形引起。目前规范以湿陷系数进行黄土地基设计，湿陷系数只是反映了 浸水饱和条件下的变形，不能反映非饱和黄土的增湿变形量，与实际常有较大差距，在有些条 件下造成不必要的浪费和错误性判断。本文基于研究现状的不足，对黄土地基的增湿模量及增 湿变形的计算方法进行了研究。 增湿变形是在压力作用下变形达到稳定后由于含水量增大而产生的附加变形，黄土地基可 因水管漏水、建筑物排水不畅、地下水位上升等原因引起地基土的增湿，计算增湿变形的关键 是研究土体含水量变化后引起的模量变化。本文通过大量不同含水量、孔隙比、荷载级别的压 缩试验结果进行了研究，揭示了黄土的压缩模量与含水量、孔隙比、荷载级别之间的变化关系， 在此基础上绘制了西安地区的压缩模量表。选择了分层总和法计算黄土增湿变形，其中参数选 用考虑了含水量、孔隙比与荷载级别的压缩模量，取值只需查绘制的压缩模量表即可，从而提 出了黄土增湿变形的简便计算方法。运用该理论和方法，通过对湿陷性黄土地基工程实例计算 分析，验证了其可行性。 关键词：湿陷性黄土地基增湿变形压缩模量孔隙比含水量 西安建筑科技大学硕士学位论文 t h er e s e j 恨c ho f 0is t e nln gm o d u l u sa n dd e f o r m t10 n0 fl o e s ss u b s 0il s p e c i a l t y ：g e o t e c h n i q u e n a m e ：g o n gf u j u n i n s t r u c t o r ：z h a os h u d e w a n gt i e h a n g a b s t r a c t o w i n go ft h es p e c i a ls t r u c t u r eo ft h el o e s s ，t h em o i s t e n i n gd e f o r m a t i o no fv a r y i n gd e g r e e si so n s h o ww i t ht h er e s u l to ft h ep r e s s u r ea n dw a t e r , c a u s i n gal o to fp r o j e c t a la c c i d e n t s a tp m s e mt h e s u b s o i li sd e s i g n e di nn o r mw i t ht h ec o l l a p s i b l ec o e f f i c i e n t ，w h i c hd i s p l a y st h es a t u r a t e dd e f o r m a t i o n o fi m m e r s 吨a n dd o e s n td i s p l a yt h em o i s t e n i n gd e f o r m a t i o n , r e l a t i v e l yw r o n gc o m p a r e dw i mt h e f a c t , l e a d i n gt ot h eu n n e c e s s a r yw a s t ea n dj u d g i n gm i s t a k e su n d e rs o m ec o n d i t i o n s t h i st e x tr e a l i z e s t h ed e f i c i e n c yo fr e s e a r c hc u r r e n t l ya n dt h i n k si tn e c e s s a r yt os t u d yt h em o i s t e n i n gm o d u l u sa n dt h e m e t h o dt oc a l c u l a t em o i s t e n i n gd e f o r m a t i o no nl o e s ss u b s o i l t h em o i s t e n i n gd e f o r m a t i o ni saa d d i t i o n a ld e f o r m a t i o no fi n c r e a s i n gw a t e rc o n t e n ta f t e ri ti s s t e a d yu n d e rt h ep r e s s u r e t h ek e yt oc a l c d m et h em o i s t e n i n gd e f o r m a t i o ni st ow o r ko u tt h ev a r i a t i o n o fm o d u i u so ft h el o e s ss u b s o i l t h r o u g ha p l e n t yo fd a t ao fc o m p r e s s a lt e s t sw i t ha l o to fs a m p l e s w h i c ha r ed i f f e r e n ti nm o i s t u r ec o u t e n ta n dv o i d sr a t i o ，t h er e l a t i o nb e t w e e np r e s s u r e , m o i s t u r ec o n t e n t ， c a v i t yr a t i oa n dp r e s s u r a lm o d u l u si sd i s c l o s e di nt h ep a p e r , at a b l et h a ti ss u i t a b l ef o rx i a nd i s t r i c t i s a l s om a d eb a s e do nt h ed a t a f u r t h e r m o r et h et e x ts e l e c t st h es t r e s sp a t hm e t h o dt oe a l c n i a t et h e m o i s t e n i n gd e f o r m a t i o nw i t hc o m p m s s i n gm o d u l u sa f t e rt a k i n gc a v i t yr a t i oa n dm o i s t u r e c o n t e n t i n t oa c c o u n t t h ec o m p r e s s i n gm o d u l mc a l lb ep i c k e du pf r o mt h et a b l e t h u s ，w ec a np u tf o r w a r da c o n v e n i e n tm e t h o dt oc a l c u l a t et h em o i s t e n i n gd e f o r m a t i o n u s ea b o v e - m e n t i o n e dt h e o r y , a n a l y z et h e p r o j e c te x a m p l eo f c o l l a p s i b l el o e s ss u b s o i la n dv a l i d a t ei t k e yw o r d ：c o l l a p s i b l el o e s s m o i s t u r ec o n t e n t m o i s t e n i n gd e f o r m a t i o n c o m p r e s s i n gm o d u l u s c a v i t vr a t i o 声明 8 4 1 g 0 本人郑重声明我所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人或其他 人在其它单位已申请学位或为其它用途使用过的成果。与我一同工作的同 志对本研究所做的所有贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了致谢。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 论文作者签名： 囊t 晕 日期：如。二斗、2 。 关于论文使用授权的说明 本人完全了解西安建筑科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即： 学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布 论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或者其它复制手段保存论文。 ( 保密的论文在论文解密后应遵守此规定) 论文作者虢交复晕导师繇参研舭期：碳j 注：请将此页附在论文首页。 西安建筑科技大学硕士学位论文 1 1 黄土的成因及分布特点 第1 章绪论 黄土，古称“黄壤”，是一种第四纪沉积物，具有一系列内部物质成分和外部形态特征及 地理分布特点，故不同于同时期的其他沉淀物。黄土的成因对黄土的矿物成分、土性、微观 结构、湿陷性等都有很密切的关系，黄土的增湿变形特征当然也是它的一个重要的工程性质， 黄土的成因无疑对它有重要影响。黄土成因的研究，已有百余年历史，中外学者先后提出了 十多种不同成因假说，其中主要是风成说和水成说。黄土按成因分为原生黄土和次生黄土， 通常把风力搬运、沉积又没经过次生扰动的、无层理的黄土称为原生黄土：属其他成因的、 常具有层理和夹有砾层的黄土状沉积物，成为黄土状土( 次生黄土) 。黄土属于粘性土类，但 与一般粘性土不同，典型的黄土有以下两方面的明特点：( 1 ) 用肉眼观察到的特点：颜色一 般呈黄色或褐黄色；不具层理，黄土颗粒的微观结构都是蜂窝状结构，土体中有肉眼可见的 大孔隙，具有垂直节理，可挖成相当高的直立陡壁而不失稳；具有天然含水量的黄土，如未 受水浸湿，一般强度较高，压缩性较小，一旦受水浸湿将会产生较大的强度下降；土中含有 数量较多的碳酸盐与硫酸盐类，有的还含有钙质结核，遇盐酸起强烈反应；土体遇水后能迅 速崩解，冒出气泡，因而原生黄土往往具有湿陷性。( 2 ) 主要物理性质指标所显示的特征： 孔隙率大，一般在4 5 , - - 5 2 ；干重度小，在1 2 5 1 5 0 k n m 3 之间变化；土中主要含 o 0 5 , - 0 0 0 5 m m 的粉粒，一般在6 0 以上，大于o 2 5 r a m 的砂粒很少，小于0 0 0 1 r a m 的胶粒甚 微；小于o 2 5 r a m 的砂粒和小于0 0 0 5 r a m 的粘粒含量因地而异，在我国其基本趋势是由西北 向东南随粉粒和砂粒的减少，粘粒逐渐增加，塑性指数多在8 1 4 之间。 了解黄土的大致分布情况对黄土的工程性质的定性掌握很有必要。黄土在全世界分布很 广，总面积达1 3 1 0 6 i ( i i l 2 ，约占陆地总面积的9 3 。它主要分布在中纬度干旱和半干旱地区。 在我国，黄土分布面积近6 4 x 1 0 k m 2 ( 其中湿陷性黄土分布面积约占6 0 ) ，占国土面积的6 6 ， 占世界黄土分布面积的4 9 ，主要分布在北纬3 3 。 4 7 。、东经7 5 。1 2 7 。之间。其中黄河中游， 即东起太行山、西至贺兰山，南起秦岭、北至长城，中间分布的2 7 万平方公里黄土，以覆盖 广、厚度大、发育好、地层全、特征典型、古土壤清晰、分布连续、哺乳类化石多而著称于 世。其特点较为典型：黄土十分疏松，易被侵蚀，产生水土流失，加之长期存在的不合理的 开垦和利用方式，导致黄土高原水土流失极为严重，生态平衡遭到破坏，严重危害黄河下游 地区，而且黄土独特的物质组成和所在区域的地貌及构造环境，使得在黄土区进行各项工程 建设时，都不同程度的遇到了诸如湿陷，崩塌一系列工程地质问题。 西安建筑科技大学硕士学位论文 我国的湿陷性黄土分布面积约为黄土分布面积总面积的3 4 ，湿陷性黄土层厚度最大可 达l o o 多米。湿陷性黄土的主体是晚更新世( q s ) 马兰黄土和全新世( q 4 ) 新近堆积黄土，马兰 黄土分布范围广，呈弧形带状分布在两北、华北和东北广大的区域上，是工程建设的丰体黄土 层，新近堆积黄土是较晚被确认并划分为层的。他们一般位于地层的上部，其厚度约为 1 0 2 0 米。公路，铁路，水利，农田，工业与民用建筑等工程建设与这些地层息息相关。对 湿陷性黄土工程性质研究的重要性不言而喻。 1 。2 黄土力学与工程性质研究现状 我国黄土力学与工程性质研究大致经历了四个阶段：( 一) 第一阶段解放前百余年。 黄土地层的研究始于1 8 7 7 年，从那时至全国解放的几十年间，主要据地质时代把黄土作了粗 步的统一划分，对黄土的物理、力学指标开展了初步试验究。( 二) 第二阶段从5 0 年代 初至6 0 年代中期，鉴于广大黄土地区大规模开展基本建设的需要，岩土界广大科技工作者在 全面学习前苏联经验的基础上，针对工程实践中存在的问题，对黄土的基本性质及湿陷性黄 土地基的评价和处理方法，展开了大规模的勘察与室外试验研究，取得了丰硕成果，主要有： ( 1 ) 据地层结构、岩性特征、哺乳动物化石、古土壤、古气候和考古资料等进行黄地层划分； ( 2 ) 查清了黄土在我国的分布，掌握了我国黄土的基本性质与区域性变化，包括物理、化学、 力学及水理性质，都取得了大了数据资料，为认识我国黄土和服务于工程打下了基础；( 3 ) 对湿陷性黄土进行了室内与现场试验研究，获得了我国黄土湿陷性在地域分布总体上的变化 规律；( 三) 第三阶段：6 0 年代中期至7 0 年代末，此阶段由于历史原因对黄土力学与工程性 质研究得较少，但乃取得了一些成果，主要有：( 1 ) 发现了新近堆积黄士层，并弄清了其工程 特性，并提出了野外鉴别与乘载力确定的方法；( 2 ) 涂光祉提出湿陷性黄土地基的评价应考 虑自重湿陷敏感性，并建议将其划分为很敏感、不很敏感、和不敏感三类；( 3 ) 据对陕西、 山西、甘肃、河南、与青海等地区的大量载荷试验资料的统计，得出了湿陷性黄土与新近堆 积黄土容许承载力计算经验公式；( 4 ) 焦五提出采用载荷试验曲线取弦线模量计算湿陷变 形。( 四) 第四阶段：从8 0 年代末至今的近二十年，由于国家建设的加速发展，促使我国在 黄土力学与工程性质方面的研究进入了一个新的发展时期，并取得r 许多方面的显著成果， 主要有：1 关于黄十动力特性方面的研究取得了一批成果。谢定义一直从事土动力学方面的 研究，在该领域取得了瞩目的成果，针对陕北洛川、兰州、西安等地的典型黄土，从其根本 特性结构型、欠密实性和非饱和性以及由此表现出的各向异性与对水作州的特殊敏感性 出发，分别就干型黄土( w w s ) 、湿型黄土( w s o 0 0 5 mm 的碎屑颗粒和由微细颗粒聚集成的集粒。黄土的湿陷 过程就是骨架颗粒的分解和重新排布的过程。碎屑颗粒在水或外力的作用下，其结构方式由 支架接触逐渐向镶嵌接触过渡。集粒中部分颗粒在水或外力作用下发生破坏，由较大颗粒向 细小颗粒变化。( 2 ) 孔隙的微观结构变形分析。黄土的湿陷过程是大孔隙破坏，中孔隙变形， 小孔隙、微孔隙增多，孔隙比减小的过程，土中骨架颗粒在水或外力的作用下破坏了原有的 孔隙结构向新的稳态结构过渡。在整个湿陷变形过程中是土中孔隙比总的趋向不断减小的过 程。( 3 ) 胶结物质的微观结构变化分析。黄土的湿陷破坏主要是土中骨架颗粒胶结的破坏。 在外力作用下，黄土颗粒原先的粒间胶结力遭到破坏，骨架颗粒脱离原先胶结力的约束而重 新排列。微晶粒状碳酸盐类与细粒胶结呈薄膜状粘附在骨架颗粒表面，在水的作用下起骨架 颗粒胶结作用的结构遇水发生部分分解，从而在很大程度上丧失其胶结功能，使得骨架颗粒 脱离约束而重新排列。到目前为止，黄土湿陷性的微观结构研究主要集中在以上三个方面。 有少数学者从土体的含水量变化方面来分析黄土湿陷变形机理，但黄土的湿陷性是土体在水 和荷载作用下黄土的结构发生突变崩解、失稳的过程，即组成微观结构的“结构单元” 的破坏和位移过程，它应该是一个有机的统一的整体，是相互作用的过程，不应该把它们分 割开来。 2 2 2 黄土结构性研究方法 土的结构性研究方法大至有这么几种：( 1 ) 微结构形态学的研究方法。认为充分认识土的 微观结构是土结构性定量化研究的重要途径，在这方面开展的大量研究工作和取得的许多重 要成果，使人们对土的微观结构有了一个深入的认识，给出了微结构较确切定义。在对粘性 土的微结构研究不断深入的同时，中国学者研究了红土、黄土、膨胀土以及冻土等特殊土的 微结构。通过对更多种类型土的结构性的研究，认识到各种土结构的不同是导致其力学性质 具有较大差异的内在原因，从而使越来越多的学者认识到土结构性研究的重要性。目前土的 9 西安建筑科技大学硕士学位论文 微结构形态量化内容包括孔隙大小和数量、颗粒和空隙的定向性、各向异性度、等信息。信 息处理方法有直接统计分析方法和分形几何方法。( 2 ) n 体力学的研究方法。在对土微结构形 态进行定量化研究的同时，有的学者利用微观力学方法研究土的结构性，即用力学模型来模 拟土的微结构在力的作用下的行为。hidekiohta 提出了基于土结构重组的理想模 型，从土颗粒重组的角度分析土的应力一应变关系：yong 根据不同的力学行为，将土的结 构分为微观结构( 颗粒级的) 、细观结构( 结构单元级的) 和宏观结构。对饱和土来说，在受力过 程中，不同量级的孔隙内液体的运动规律是不同的。根据以上分析，建立了土的两种分析模 型，一种是颗粒一颗粒相互作用模型，另一种是结构单元结构单元相互作用模型。这两种模 型考虑了土中各种结构单元在土的力学性质方面所起的作用，但它不能考虑土颗粒问的电化 学力。苗天德根据黄土的电子显微镜的观察结果和土力学实验结果，提出土的湿陷变形是由 于微结构失稳造成的，利用突变理论建立了黄土的微观结构失稳模型，并按照现代连续介质 力学方法给出了湿陷性黄土的本构关系。由于微结构单元的形态、单元间的接触关系等千差 万别，在受力后的变化很难把握，再加上水的影响，无法按实际情况考虑进去，因此该模型 还有待于进一步完善。还有学者直接用微观力学的方法，将土的微观力学变量和宏观力学变 量联系起来，建立土的本构模型。由于该模型没有充分考虑土颗粒间的联结特性，而且不能 充分考虑水的影响，因此尚未得到应用。这些研究是应用固体力学的方法来探讨粒状材料的 本构关系。该方法的前提是认为土的变形过程是土中的结构逐渐破损的过程。在这一过程中， 原生结构逐渐破损，次生结构逐渐形成，因此土从受力变形到破坏的过程是原生结构逐渐破 坏、次生结构逐渐形成的过程，也就是从原状土到完全扰动土的转化过程。根据以上分析， 提出土的实际力学指标是原状土和损伤土的力学指标的加权平均，同时认为，施加到土上的应 力是由原状土和损伤土一起承担的，而两种状态的土受力过程中的表现不一样，这就导致了 土的力学性质的非线性和复杂性，但同时产生了个新的问题，即如何准确确定某一状态( 包 括应力状态和含水量) 下土的损伤程度。该模型就是用一个损伤比m ( 表损伤程度) 来表示在 不同应力状态下土结构性的变化。这一模型在解决问题的前景上是好的，但损伤比的确定仍 需进一步探讨。( 3 ) 土力学的方法就是分析土的结构性与土的工程性质的关系。实际上，用 土力学方法研究土结构性由来己久，粘性土的灵敏度、黄土的湿陷系数和湿陷起始压力、膨 胀土的膨胀系数和饱和砂土的抗液化剪应力等都揭示了不同土的结构性。但以往的研究大多 仅就士结构性的某一个方面进行探讨。此外，张诚厚试验比较了二种结构性粘土的土工特性， 得到了不同结构性的粘土的力学性质明显不同的结论。张炜等研究了非饱和黄土在不同湿度 和应力状态下的结构强度特性，给出了结构屈服限的概念，将土的应力一应变关系曲线称为结 构强度的发挥曲线，讨论了结构强度对抗剪强度的影响。这些土力学方面的工作，对于定性 地揭示土结构性引起的土力学性质的某些变化是有帮助的，但对于全面认识土结构性还是不 够的，也无法使土的结构性的研究成果得到应用。土力学方法的最大优越性在于它避开了直 西安建筑科技大学硕士学位论文 接求取构成土结构性的两个因素及每个因素所包含的内容，直接建立土的结构性与土力学性 质之间的关系。它之所以长期以来没有得到广泛应用，是因为人们一直未找到一种能够同时 描述土的联结和排列两个方面信息的方法。用于土结构性研究的微结构形态学方法、固体力 学方法和土力学方法都存在一定的缺陷，需要在工作中不断探索，寻找一种能够对土结构进 行定量化研究的较为可行的方法。 2 2 3 黄土微观结构研究回顾和和现状 在2 0 世纪7 0 年代末期到9 0 年代初期，我国黄土的显微结构、孔隙结构及其对黄土工程 性质影响的研究取得了突破性进展。采用电子显微技术，压汞法测试技术研究了中国各地区 黄土的微观结构特征、孔隙结构特征，认为骨架颗粒形态( 矿物颗粒接触) 、连结形式、胶结 程度、排列方式( 孔隙特征) 是决定黄土工程性质的主要结构特征，而又以后者最为重要。根 据上述三方面特征的相互结合，将黄土的微观结构进一步分类，并研究得出了微观结构类型、 孔隙特征与黄土湿陷性等工程性质的内在联系，取得了一些成绩。近年来，关于黄土微观结 构的研究也取得了一些突破性的进展。黄土微观结构研究分析。在前人所取得成果的基础上， 对黄土的微观结构作了进一步的研究，主要成果如下：( 1 ) 土的微观结构由两部分组成：松 散结构和密实结构。松散结构的骨架主要由粉粒构成，粘粒和其他细小颗粒附着于大颗粒表 面，起着胶结作用，结构内部和结构之间存在着较大的孔隙。( 2 ) 不同深度处黄土的微观结 构随深度按一定的规律变化。其一，构成黄土的骨架颗粒随深度的增加，其变化情况为：粒 状颗粒为主粒状颗粒与凝块状颗粒共存主要为凝块状颗粒。其二，骨架颗粒的连接 形式的变化情况为：点接触为主点接触、线接触与面胶结共存主要为面胶结。其三， 孔隙的变化情况为：架空孔隙为主架空、镶嵌孔隙并存主要为镶嵌孔隙。随取土深 度的增加，黄土的微观结构中孔径大于2 0 岫的孔隙含量减少，小于2 0 9 i n 的孔隙含量增加， 土结构的致密度也随之提高。( 3 ) 通过定性的电镜图像分析和基于r y a s h e h e n k o 和a k u l o v a v v 所提出的粒度分析“结构图”方法，我们确定了中国北方黄土高原地区黄土的微结构模型， 成功地解释了一些黄土的性质。模型可描述为：集粒骨架( 集粒占1 4 9 - - - 2 7 2 ) 或骨架集 粒( 占集粒3 8 6 ) 微结构类型。结构模型为粗粉粒型( 5 0 , - 7 1 ，粒径为1 0 9 m - 5 0 9 m ，其中 大多数为原生颗粒) ，具有很大的活性孔隙储存，各结构元素的排列无方向性，结构之间的粘 结物主要是粘土矿物( 具膨胀层理的水云母占2 0 - 一2 2 ，蒙脱石占2 1 ，高岭石占3 6 一4 6 ， 绿泥石占1 6 2 9 ) ，碳酸盐( 主要是c a c 0 3 ，占1 2 1 7 ) ，无定形倍半氧化物( 4 0 , - 0 6 4 ) 和游离氧化铝( 3 2 - 4 6 ) 。活动性最强的细颗粒( 粒径小于l g m ) 占1 4 5 1 5 4 ，其自 由度为2 6 - 2 5 o ，其余颗粒都结合在细砂级集粒之内。( 4 ) 黄土结构性的本构关系研究。 近年来，随着土力学中本构模型及数值计算方法的发展，人们对黄土的应力应变关系及本构 模型也进行了一些研究。刘祖典等在分析了几种原状土的常规三轴试验的应力一应变关系后认 西安建筑科技大学硕士学位论文 为：生成年代早，岩性密实，含水量较低的老黄土( q l ，q 2 ) 其结构强度显著，应力一应变 关系曲线均属强软化型；新黄土( q 3 ，q 4 ) 密度较松，当含水量小时乃有较强的结构强度， 其应力一应变关系受围压0 3 的影响较明显，根据0 3 与其结构强度的关系( 大于、等于或小于) ， 分别会出现强硬化型、弱硬化型、理想塑性型或弱软化型。根据不同的曲线形态采用不同的 数学函数式进行模拟，从而得到这几种不同情况下的非线性弹性模型的切线模量表达式。沈 珠江率先把损伤力学应用于土体，他认为天然结构性土的逐渐破损是以原状土逐渐向扰动土 变化的过程。随后提出结构性粘土的弹塑性损伤模型和非线性力学模型，并进行了三维固结 计算。接着又提出了能描述脆性破坏的胶结杆元件模型并进行了多种结构性土的应变路径模 拟，并进行了多种结构性土的应变路径模拟。近来又提出广义吸力模型来描述粒问作用力。 应该承认，黄土的应力一应变关系是十分复杂的。本构模型的研究还处在发展之中，关于如 何建立一个实用的本构模型，黄文熙认为：( a ) 模型应该尽量简化，( b ) 模型应有针对性，不 同的土和不同的工程问题，应该选择不同的、最适合的模型，( c ) 任何一个模型都需要通过 实践的验证，才能确定它的可靠性。经验表明，过于复杂的模型和难以测定的参数会降低或 失去模型的使用价值，所以取得较简单有切合实际的计算方法是我们努力的方向。( 5 ) 当代 土力学的发展要求定量地描述土的结构性，在过去的半个多世纪里几代岩土力学工作者一直 研究这个问题，虽然到目前为止，还没有找到能较好反映土结构性的定量化指标，但也取得 了一些喜人的成果。进入2 0 世纪9 0 年代后，施斌、胡瑞林、齐吉琳、谢定义、胡再强等人 先后从定量的角度对土的结构性进行了研究。齐吉琳、谢定义结合兰州、永登黄土的显微结 构分析，以原状土、原状饱和土和扰动重塑土的侧限压缩试验结果( 应变一压力曲线) 为基础， 建立了土的结构性参数，而且这些参数的合理性、广泛性、灵敏性和稳定性都得到了大量实 验验证，可谓对土的结构性定量化研究的一个突破。张德华和自晓红( 1 9 9 6 ) 首次提出了架 空孔隙随深度的变化函数，并根据非线性数学回归分析，得出了湿陷系数随架空孔隙统计量 的数学表达式，初步建立了黄土显微结构与其宏观力学性质的定量关系。胡再强等( 2 0 0 0 ) 在对原状黄土三轴浸水试验及湿陷前、后试样的显微结构电镜扫描分析基础上，由非饱和黄 土显微结构与湿陷性之间的联系，确定了黄土结构与湿陷性的关系。以上的研究成果，把黄 土的宏观工程性质与微观结构特征有机的结合起来，为今后研究黄土工程性质的本质特征开 辟了新的途径，引起了国际土力学及地质学界