草炭土是沼泽环境中植物残体在氧化分解作用下,堆积形成的含有大量未分解纤维残体、腐殖质和矿物质的特殊土。草炭土广泛分布于季冻地区的山前盆地内,例如我国东北长白山脉腹地、俄罗斯西伯利亚地区和加拿大中部Alberta等地。近些年来,草炭土地区修筑公路常出现路基被挤压导致的隆起或剪裂的破坏现象,严重影响了公路的安全使用。本文选取吉林省敦化市江源镇草炭土为研究对象,针对不同深度的草炭土地层,通过水洗法和烧失量法得到纤维含量、有机质含量,分析其对天然密度、比重、含水率和孔隙比的影响;将草炭土按纤维含量分类,依据不同纤维含量制备原状试样和重塑试样;进行室内直剪试验,结合草炭土的纤维含量、固结特性和微细观结构分析其剪切破坏机理及变形特征;进行固结不排水三轴试验,得到不同纤维含量原状和重塑草炭土的应力应变特征及抗剪强度指标变化规律;通过各向等压三轴试验和应力差恒定(等p)固结排水三轴试验,采用切线体变模量-切线剪切模量(K-G)模型,分析不同纤维含量下重塑草炭土的剪应力-剪应变关系,进而得到相应体积模量和剪切模量的参数及其变化关系,可为草炭土路基的稳定性评价提供理论及参数依据。具体研究内容如下:(1)江源镇草炭土层厚度为1.2m~3.5m,现场取样并进行基本物理性质试验,得到草炭土纤维含量范围为21.95%~73.73%,有机质含量范围为42.30%~78.56%。参考国际上常用的《ASTM D 4497-13》规范,将草炭土按纤维含量分为3类,制取原状试样,纤维含量分别为24%、48%、71%;根据江源镇草炭土纤维含量范围,制备7种不同纤维含量重塑试样,纤维含量分别为0%、20%、30%、40%、50%、60%、70%。(2)草炭土的快剪试验中法向应力与峰值剪切应力关系曲线表现为线性增长;固结快剪试验中法向应力与峰值剪切应力关系曲线表现为分段转折,转折点为200kPa,表现为明显的分段性,基于摩尔-库伦强度准则建立分段函数表达式;草炭土的快剪和固结快剪前期主要是由土颗粒、纤维残体和腐殖质团聚体共同提供剪切强度;固结快剪后期主要是由紧密咬合的土颗粒提供剪切强度,土中纤维残体的加筋效果因压实而不明显。(3)对于原状草炭土,粘聚力和内摩擦角随纤维含量增加而增大;对于重塑草炭土,粘聚力随着纤维含量的增加而增大,内摩擦角变化不大;原状草炭土的剪切强度指标小于重塑土。草炭土表现出各向异性交替变化的现象,剪切前段试样表现为纵向各向异性,而剪切后段土体表现为明显的横向各向异性,这是由于纤维残体在剪切过程中重新排列导致;随着纤维含量的增加,纤维分布均匀的重塑试样横向各项异性更为明显。(4)对切线体积模量和切线剪切模量的公式进行了推导,通过重塑草炭土各向等压三轴试验和等p固结排水三轴试验数据分析,表明草炭土的剪应力—剪应变曲线同样符合双曲线,在此基础上计算得出符合草炭土变化的K-G模型参数及其表达式。