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我国干旱半干旱地区广泛分布着非饱和土。黄土是一种特殊的非饱和土,其吸力、变形、屈服强度和破坏强度变化特性是非饱和黄土的基本力学特性,也是近年来研究的热点。因此,本文以不改变天然黄土的物理性质和真实地模拟土的三维主应力状态为前提,利用非饱和土真三轴仪,在测试吸力条件下对不同初始吸力的原状黄土进行常含水率等向固结和不同中主应力参数b值的剪切试验,系统地研究了真三轴条件下黄土的吸力、土-水特征曲线、屈服和强度变化特性,建立了以饱和度为基质吸力系数确定有效应力的非饱和土弹塑性本构模型,并将模型实现三维化以便模拟非饱和土真三轴应力应变关系。本文主要的研究成果如下: (1)通过非饱和原状黄土常含水率真三轴等向固结试验,测试了非饱和黄土的吸力增大屈服线和加载增湿屈服线,验证了非饱和黄土的SI屈服曲线和L C屈服曲线。在p-s平面上建立了统一描述非饱和黄土的SI屈服线和LC屈服线的表达式。 (2)通过非饱和原状黄土常含水率真三轴剪切试验,研究了真三轴应力条件下非饱和黄土的吸力变化规律,分析了常含水率真三轴应力条件下非饱和黄土的基质吸力变化与净围压和中主应力参数b值的关系。 (3)研究了真三轴等向固结后和反映净围压和中主应力共同作用影响的真三轴剪切破坏时的土-水特征曲线。 (4)真三轴试验测试分析了不同中主应力参数b值条件下非饱和黄土剪切破坏状态的土-水特征曲线,建立了真三轴应力条件下非饱和黄土的修正Van Genuchten模型。 (5)研究了净应力空间和有效应力空间真三轴应力条件下剪缩屈服强度和剪切破坏强度的变化规律。 (6)通过非饱和黄土真三轴试验,分析了非饱和黄土的有效应力应变关系。在不同子午平面内揭示与塑性应变增量矢量正交的塑性势面形态及其变化规律,通过相关联流动法则确定了塑性屈服面及其硬化参数。 (7)在轴对称应力条件下建立了有效应力弹塑性本构模型。应用有效应力空间剪切破坏强度变化规律及变换应力空间方法,建立了非饱和黄土的三维化弹塑性模型,验证了三维化弹塑性模型的合理性。