姜景山，左永振，程展林，潘家军，张 超，韦有信

(1.南京工程学院 建筑工程学院，南京 211167；2.长江科学院 水利部岩土力学与工程重点实验室，武汉 430010)

1 研究背景

破坏状态是土体力学特性研究较多的一种特征状态，三轴试验中是指应力(偏应力)达到最大值(峰值)对应的状态。临界状态是土体的另一种特征状态，临界状态首先在三轴试验中发现，此时随剪切的进行，土体的偏应力q、有效平均正应力p′和孔隙比e均为常数[1]。1958年Roscoe[2]首次提出临界状态的概念描述黏性土的力学特性。对于黏性土，在e-lnp′平面存在唯一的正常固结线并为直线，临界状态线也为直线并与正常固结线平行。而砂土则不同，大量研究表明砂土不存在唯一的正常固结线，两者间也未必平行。Li等[3]对已有成果总结分析发现砂土的临界状态线在e-(p/pa)ζ平面(p为平均正应力；pa为大气压力，0.1 MPa；ζ为试验参数)呈较好的线性关系，如Verdugo和Ishihara[4]对Toyoura砂土的试验成果就满足此线性关系。

对于松砂，在三轴排水剪切中，体积一直是剪缩的，应力曲线为硬化型，呈爬升形态，随剪切的进行应力和体积应变逐渐趋向于某一常数，达到临界状态时的剪切应变相对较小。而对于密砂，体积先表现为剪缩，在经过较短的剪缩阶段后，体积应变到达压缩的最大值，处于剪缩和剪胀的临界点，达到相变状态[5-6]，随后进入剪胀阶段，直至达到临界状态，但达到临界状态所需的剪切应变相对较大，一般需20%～30%轴向应变甚至更大。相变状态一般出现在密砂或中密砂三轴排水剪切中，相变状态之后经过破坏状态才是临界状态，而对于松砂，可认为相变状态即为破坏状态、临界状态[7]。……