人类所有的生产生活均是在地壳表层的岩土体中进行的,而所有的岩土体都是由多种组份构成。由于岩土介质颗粒表面具有带电性,在自然因素和人为因素作用下土颗粒与溶液接触后极易发生离子交换,造成土体内部孔隙溶液组份和浓度的变化,破坏土粒-水-电解质构成的系统间的原始应力平衡,由此引发土体变形和强度特性的变化,表现出强烈的化学-力学耦合效应,并对各种岩土工程产生重要影响。然而由于现有的岩土力学理论的局限性制约了对诸多岩土工程问题的有效解决。因此,探清孔隙水化学环境变化对土体工程特性的影响及其作用机理,(尤其是黏性土),不仅可为相关工程问题提供理论依据,也对岩土力学学科发展起到积极地推动作用。本文以高岭石为主要黏土矿物成分的黏性土为研究对象,通过NaCl盐溶液饱和重塑黏土的等向压缩试验、三轴固结排水剪切试验及压汞试验,系统研究孔隙水化学成份及浓度变化对黏土体变形、强度特性的作用机理和影响规律。同时,本文采用渗透吸力这一物理量来代替孔隙溶液的化学浓度和组份,表征化学作用对土体的影响。研究发现:(1)渗透吸力对黏土的等向压缩特性有明显影响,主要体现在对初始弹性压缩线斜率、屈服应力的影响上。其中:初始弹性压缩系数随渗透吸力增大而增加,屈服应力随渗透吸力的增大而逐渐减小,而弹塑性段压缩系数及回弹系数受渗透吸力影响不大,可忽略。(2)渗透吸力显著影响黏土的强度特性,表现为随渗透吸力增加其抗剪强度先降后升,但始终低于孔隙溶液为蒸馏水时所对应的强度。原因在于,土体强度受控于粒间应力和结构的变化;盐溶液浓度增加时,粒间应力增大强化土体的强度,但同时也会改变土的结构而弱化土体的强度,上述二者随盐溶液浓度的变化对强度的贡献呈相反的趋势。当孔隙溶液浓度低于一定限值时,以结构的影响占主导,促使土体强度降低;但当浓度超过这一限值,颗粒发生重排将弱化结构的影响,同时粒间引力提高,最终使得抗剪强度略有回升。(3)土体的变形受渗透吸力影响显著。相同应力作用下,渗透吸力越大,土体变形越明显,且剪切变形达到峰值后略有下降,土体体积变形有小部分恢复。原因在于,剪切过程土体被压密,土颗粒间产生错动,造成一定侧向膨胀使体积轻微恢复。(4)不同渗透吸力下黏土的孔径分布曲线均为单峰孔隙结构,且峰值点低于素土并向右偏移;随含盐量增加抑制双电层发育,促使黏土颗粒间从F-F分散结构转变为孔隙较大的E-E或E-F絮凝结构。