1.5　本书主要内容

从以上的叙述可见，由于黄土、膨胀土和盐渍土在工程建设中的地位和作用，吸引了一大批岩土工程专家对其工程性质进行研究，同时取得了许多可喜的科研成果，上述介绍的成果可能挂一漏万，在所难免。但从总的研究趋势来看，正朝着更加接近实际和应用的方向发展。

工程中的黄土、膨胀土和盐渍土地基和边坡的失事大多是由于地下水位上升或降雨所引起，这说明力和水共同作用是问题的关键。本书主要从非饱和土的特性出发，以水利工程中的关键技术为目标，对这三种特殊土的强度变形理论和应用成果进行系统介绍，主要内容如下。

1.非饱和土的有效应力和弹塑性模型探讨

非饱和土的力学特性是非饱和土体表现出的强度和变形性质，是非饱和土研究的主体。非饱和土的有效应力原理是简化复杂的非饱和土理论的最佳途径，以非饱和土的有效应力为桥梁，可直接把近百年饱和土研究的成果推广应用于非饱和土。这里主要研究非饱和土的两个基本问题：

（1）将非饱和土视为土颗粒、收缩膜、孔隙水和孔隙气构成的四相系，分别从土颗粒传递应力、收缩膜传递应力以及土单元体受力出发，推导出可以考虑诸多因素的非饱和土有效应力新公式，提出有效应力参数确定方法。

（2）以非饱和土水分滞回现象为核心，以非饱和土弹塑性模型BBM为对象，以文献资料为依据，分析非饱和土弹塑性本构关系的特点。

2.黄土的工程特性研究与应用

黄土的特殊性在于它的组成性、结构性和水敏性。组成性体现在粉粒性和富盐性，结构性体现在大孔性、欠压密性、非饱和性和各向异性，水敏性体现在水对黄土的作用，即湿陷性、湿陷敏感性和湿剪强度的弱变性，这些特性来源于黄土特殊的地域与生成条件，使黄土具有低的湿度、低的密度及脆弱的架空结构。这些特性体现在工程中，主要是黄土高边坡的稳定性和黄土地基的湿陷性。这里主要研究以下两点：

（1）比较系统地开展了黄土的强度、弹塑性模型、增湿变形的理论研究。

（2）将这些理论应用于对陕西省宝鸡峡灌区98km塬边黄土高边坡整治方案的论证；陕西渭北张桥泵站黄土地基从天然状态到非饱和增湿再到完全饱和的全过程仿真模拟；新疆坎儿井破坏机理分析和加固处理措施评价以及南水北调中线工程穿黄南岸连接段明渠高边坡稳定性分析。

3.膨胀土的工程特性研究与应用

膨胀土是由膨胀性黏土矿物蒙脱石、伊利石等组成的，具有胀缩性、超固结性、多裂隙性以及强度衰减特性的一类特殊黏性土。这里主要研究以下几点：

（1）改装试验仪器，开展膨胀土增湿变形试验方法和增湿剪切试验；总结膨胀土在不同应力条件（无荷、侧限压缩和三轴压缩）、不同浸水条件（分级浸水到饱和、一次性浸水到饱和）和不同浸水加压路径（先浸水到饱和再加压、饱和加压后卸压到零、先加压后浸水到饱和、增湿变形）等情况下的变形计算模式，并将计算模式用于宁夏某一渠道地基变形分析。

（2）利用离心模拟试验技术，模拟膨胀土地基和渠道在浸水和应力场变化时膨胀土的变形，内部应力和吸力变化规律。

（3）编制非饱和土非耦合有限元计算程序并对离心模型试验做了数值分析，验证程序的适应性。

4.盐渍土的工程特性研究与应用

硫酸（亚硫酸）盐渍土固相、液相的组成和普通土不同，因为组成盐渍土的固相除土的矿物颗粒外，还有结晶易溶盐。组成固相的盐和液相的盐受温度、含水量、含盐量、土的结构等因素的影响可以相互转换。硫酸（亚硫酸）盐渍土中硫酸钠结晶引起土体盐-冻胀，所造成工程破坏问题愈来愈突出。这里主要研究以下几点：

（1）以天山北簏水磨沟细土平原区硫酸（亚硫酸）盐渍土为研究对象，在收集、查阅和整理大量文献的基础上，通过现场调查、室内试验研究、微观观察分析等工作，对硫酸（亚硫酸）盐渍土开展盐-冻胀变形及盐-冻胀力的试验研究。

（2）结合原位观测分析建立了硫酸（亚硫酸）盐渍土盐-冻胀预报模型。

（3）分析硫酸（亚硫酸）盐渍土的盐-冻胀量、盐-冻胀力对工程建筑的影响；并将这些研究成果直接应用于新疆引额济乌平原明渠Ⅲ标工程的建设中。