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构性越强，则在结构破坏前黄土的抗剪强度就越强。
基于以上观点，本文将原状黄土的可稳性和可变性视为黄土宏观抗剪强度的贡献者，二者的乘
积决定了原状黄土抗剪强度的大小，可变性越大，则黄土抗剪强度中可变性的贡献比例就越大，
可稳性亦然。将黄土抗剪强 度 与 可 稳 性 的 比 值 定 义 为 黄 土 可 变 性 参 数 m， 用 以 反 映 黄 土 的 可 变
性，m 越大则可变性越大，反之则越小。对于原状黄土抗剪强度，本文用三轴试验下原状黄土试
样的峰值偏应力 q 表示；对于黄土的可稳性，其来源于所有土粒间的结合力 ［20］ ，在宏观尺度下即
为黏聚力 c 和内摩擦角φ的综合反映，与c + tanφ 成正比，由于干湿循环过程中黄土内摩擦角φ变化幅
度很小（图 2（b）），因此本文用黏聚力 c 表示原状黄土的可稳性。则原状黄土的可变性参数 m 可由式
（3）表示：
q
m = （3）
c
式中：q 为原状黄土峰值偏应力；c 为原状黄土的黏聚力。
3.1.2 干湿循环条件下原状黄土可变性参数变化
5.0
规律 利用试验所获得的数据计算各工况下原状 工况 1
工况 2
黄土可变性参数 m，σ =100 kPa时可变性参数变化 工况 3 4.79 4.81
3 4.8
4.74
曲线如图 5 所示。由图可知，在干湿循环过程中，
原状黄土可变性参数 m 总体呈现增长趋势，其 4.6 4.56 4.59 4.56 4.56 4.54
中，工况 2 条件下 m 的增长速度最快，工况 3 次 可变性参数 m 4.44 4.55
之，工况 1 最慢。可以看出，对于原状老黄土而 4.4
言，干湿循环作用会增大可变性对黄土抗剪强度 4.28 4.27 4.29
4.22
的贡献比例；干湿循环作用的影响能力越强，则干 4.2
湿循环对黄土可变性的增大效果越显著；土体可变 4.06
性大小取决于结构破坏时所造成的宏观强度损失 4.0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
［21］
量 ，即为不稳定结构的承载能力，受测试含水率 干湿循环次数 N（次）
影响显著，虽然工况 3条件下黄土可变性的增长速 图 5 可变性参数的变化曲线
度快于工况 1，但由于其测试含水率远大于另外两
种工况，因此工况 3条件下土体可变性对黄土抗剪强度的贡献比例最低。另外，在 3种工况下，原状黄土
可变性参数的变化规律均表现出了非单调性，这是由于黄土内部结构的破坏和新结构的产生所导致的。
3.2 原状黄土可变性参数与孔隙特征参数关系研究
3.2.1 原状老黄土孔隙特征参数 黄土内部结构的稳定性和承载力受孔隙含量及分布情况影响显著 ［22］ ，
孔隙结构的发育程度越高，则黄土颗粒排列越松散，架空排列结构越多，结构承载能力越弱。而对
于黄土的可变性，其反映的是黄土内部结构的承载能力。因此可以看出，原状黄土的可变性与孔隙
结构特征是存在联系的。
在黄土的微观结构参数中，孔隙面积比 F 可用于衡量黄土中的孔隙含量，孔隙分形维数 D 可以反
映黄土中孔隙结构的复杂程度，本次研究将孔隙面积比 F 与孔隙分形维数 D 的乘积F·D 定义为孔隙
特征参数 K，孔隙特征参数 K 越大，则表示黄土微观孔隙结构发育程度越高，颗粒的排列结构越不稳
定，如下式所示。
K = F ⋅ D （4）
利用试验所获得的数据计算不同工况下的孔隙特征参数 K，绘制曲线如图 6 所示，在干湿循环过程
中，原状黄土的孔隙特征参数在 3 种工况下均单调增长，其中工况 2 条件下孔隙特征参数增长速率最
快，工况 3 次之，工况 1 最慢。可以看出，对于原状老黄土而言，干湿循环影响能力和干湿循环次数的
增长均会导致土体内部孔隙结构发育，结构稳定性降低。同时，3 种工况下孔隙特征参数的变化规律和
大小关系与黄土孔隙含量（图 3（a））一致，说明孔隙特征参数 K 可以正确反映黄土的微观孔隙结构特征。
3.2.2 原状黄土可变性参数随孔隙特征参数的变化规律 为研究原状黄土可变性参数与孔隙特征

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