Page 50 - 2022年第53卷第4期

（图 2（a））。干湿循环过程中，3 种工况下原状黄土内摩擦角变化幅度始终较小，工况 2 条件下变化幅
度最大但仍仅有 1°（图 2（b））。

200 32
工况 1
185.85
工况 2
177.36 29.96
180 175.16 工况 3 30 29.66 29.63 29.26
170.86 28.97
166.43 29.45
163.45 29.22
157.82 28.73 28.63
160 145.16 （°） 28 28.50
黏聚力 c/kPa 140 134.80 126.22 内摩擦角Φ/ 26
120
工况 2
111.86 24 工况 1
22.69
103.20 22.16 22.46 工况 3
100 96.21 22 21.88 21.65
90.79
87.26
80 20
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
干湿循环次数 N（次） 干湿循环次数 N（次）
（a）黏聚力 c （b）内摩擦角Φ
图 2 原状黄土宏观力学参数与干湿循环次数的关系曲线
图 3 为不同工况黄土微观结构参数随干湿循环次数变化曲线。如图所示，随着干湿循环次数的增
加，各工况孔隙面积比基本呈线性显著增加，工况 2 条件下孔隙面积比的增长速度最快且量值最大，量
值增加 0.14，工况 3次之，量值增加 0.08，工况 1增长最慢且最小，增加 0.03（图 3（a））；12次干湿循环过
程中，3种工况下原状黄土的孔隙分形维数均呈非单调缓慢增大，但整体变化不大，工况 2 条件下黄土
孔隙分形维数增长速度最快，增加 0.15，工况 3 次之，增加 0.06，工况 1 最慢，增加 0.04（图 3（b））。

0.16 1.5
0.148 工况 1
工况 1 工况 2
工况 2 工况 3 1.383
工况 3 0.123 1.4
0.12 1.330 1 1.318 8
3
1
.
0.105 1.3 1 1.263 3
孔隙面积比 F 0.08 0.085 0.073 孔隙分形维数 D 1.2 1 1.233 3
.
6
2
3
.
2
0.04 0.034 0.049 0.036 1.1 1.044 1.061 1.080 1.058
0.030 1.020 1.019 1.020
.
0
0
0.020 0.032 0.020 1.0 0.982982 1 1.009 9 1.014
.
0
0.012
0.009
0 0.006
0.9
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
干湿循环次数 N（次） 干湿循环次数 N（次）
（a）孔隙面积比 F （b）孔隙分形维数 D
图 3 原状黄土微观结构参数与干湿循环次数的关系曲线
综上所述，3 种干湿循环工况对原状黄土的劣化影响效果明显不同且存在较为相同的规律。工况
2 的干湿循环条件下，原状黄土试样劣化效果最显著，宏观强度参数和微观结构参数的变化速度最快
（图 2（a）、图 3（a）（b）），工况 3 整体次之，工况 1 整体最小。对比 3 种工况发现，工况 1 和工况 2 的下
限含水率相同，但工况 2 的干湿循环幅度更大；工况 1 和工况 3 的干湿循环幅度相同，但工况 3 的下
限含水率更高。因此，干湿循环幅度越大，下限含水率越高，则干湿循环对黄土的劣化影响越显
著，黄土内部孔隙含量和集中度的增长速度越快，黏聚力和抗剪强度的衰减速度也越快。另外，工
况 3 的测试含水率远大于工况 1 和工况 2，较高的含水率使得黄土颗粒间的原始黏聚力和固化黏聚力
降低，滑动摩擦与咬合摩擦变弱。因此，从量值上来看，工况 3 中原状黄土的峰值偏应力、黏聚力和
内摩擦角均小于另外两种工况（图 1（a）、图 2（a）（b））。

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