交通设施的服役性能和运行寿命与复杂运行环境下的路基土工程力学特性直接相关。充分了解不同土体在交通荷载作用下的循环特性,准确预测路基土在交通荷载作用下的累积沉降对实际工程应用至关重要。通过室内试验研究土体在循环荷载作用下的动力响应是目前最常用的方式,虽然对此已有大量研究,但以往的研究主要集中于砂土、粉土、软黏土,而对于K0>1的硬黏土在交通荷载作用下的循环响应研究极少。本文利用GDS双向动三轴仪及空心圆柱扭剪仪,针对原状英国Gault硬黏土和Kimmeridge硬黏土开展了K0固结条件下的大周数不排水循环加载试验。开展的主要研究工作如下:(1)针对英国Gault硬黏土和Kimmeridge硬黏土开展了不同循环应力比的单向循环三轴试验,分析了其应变累积、孔压发展、应力—应变滞回曲线演化以及模量软化特性。研究发现,硬黏土应变发展速率随CSR增大逐渐加快,累积应变也相应增大,土体循环响应由“稳态”、“亚稳态”逐渐发展至“非稳态”。与软黏土相比,硬黏土在交通荷载作用下累积变形总体较小,但脆性特征更为明显。(2)针对交通荷载作用下土单元体主应力轴旋转的特点,对英国Gault硬黏土和Kimmeridge硬黏土开展了不同循环应力比的循环扭剪试验,与循环三轴试验结果对比研究了主应力轴旋转对土体循环特性的影响。研究发现,主应力轴旋转条件使土体的轴向应变向拉伸侧发展,同时也加快了土体的模量衰减,土体破坏时将沿其最脆弱的方向(αf=67°)破坏。(3)针对循环加载后未破坏的Gault硬黏土进行单调加载试验,研究Gault硬黏土的循环后特性。Gault硬黏土的循环三轴加载后剪切强度仅于土体裂隙发育程度有关,不受前期循环三轴加载的影响。Gault硬黏土的循环扭剪加载后剪切强度随前期循环应力比的增大而减小。