从细微观方面研究结构性是揭示结构性机理的趋势,而制备人工可控试样是土力学上研究细微观方面的主要手段之一。本文采用1mm、2mm和3mm直径的钢珠模拟土体骨架,以膨润土和蜡按0:1,1:2,1:1,2:1的比例混合作为胶结材料,模拟骨架间的胶结作用,控制孔隙比和孔隙填充率,制备人工胶结试样。在不同围压下进行三轴试验,研究不同孔隙填充率、孔隙比和含蜡率等制备试样的物理参数对人工胶结试样应力应变关系、抗剪强度指标、Duncan-Chang E-v模型参数的影响。此外,本文探究了颗粒尺寸与其他参数对土的宏观力学性质的影响,并将各物理参数对人工胶结试样抗剪强度的影响进行了分级,研究土体细微观(颗粒)结构对宏观力学性质的影响。通过对试验结果分析,可以得出如下规律与结论:(1)在相同的孔隙比、孔隙填充率和含蜡率条件下,三种不同颗粒尺寸的人工试样均随围压增大,应力应变峰值增大,Ei与E50增大,vi减小,且围压与轴向应变存在二次函数关系。(2)当围压从50kPa增加到200kPa,不同颗粒尺寸人工试样的变形模量的各向异性度与抗剪强度的各向异性度同时减小,且各向异性度的变化趋势总体相同,所以该人工胶结试样属于低各向异性。(3)在颗粒尺寸、围压、含蜡率和孔隙比相同的条件下,孔隙填充率越高,试样的强度越大,这是因为孔隙填充率决定了试样中胶结材料的含量,其可以直接影响颗粒间的胶结作用,进而通过影响粘聚力改变试样的强度。(4)颗粒尺寸不与孔隙比和孔隙填充率互相影响,只与不同含蜡率的胶结材料产生结合作用。当其他条件相同,含蜡率为33.3%时,随颗粒尺寸的增加,试样的内摩擦角减小,强度降低。含蜡率为100%时,随颗粒尺寸增加,试样的内摩擦角增大,强度升高。(5)其他条件相同,含蜡率或颗粒尺寸增大,k值增大,n值减小。含蜡率和颗粒尺寸与G、F、D之间无必然规律性。真实孔隙比e0对Ei有直接影响,但与k、n、G、F、D都没有表现出必然性规律。