工程土体在宏观上所表现出来的非连续性、不均匀性、各向异性和非确定性等复杂特性,从根本上取决于土体微细结构的非连续性和非确定性。本文在以前相关研究工作的基础上,通过微细结构观测试验,获取粘土体在受力条件下微细结构特征量的变化情况,研究粘性土在连续受力过程中结构参数变化规律,并将其与土体宏观物理力学性质相结合,从而解释和把握粘性土基于细观结构层次上的工程特性。论文研究的主要内容如下: 1.在阅读了大量国内外相关文献的基础上,对国内外微细结构定量研究状况进行了对比和总结,并对自行研制的试验系统及试验方法的主要特点进行了归纳。 2.对现有的微细结构试验系统进行硬件升级,同时改进和调整试验观测手段,使之更适应于粘性土试样含水率较高,土样表面凹凸起伏,微细结构单元体形状复杂的特点。 3.将一些相关的数字图像处理手段引入土体微细结构定量试验研究中,用于优化图像质量,为下一步能准确有效地提取量化参数做准备。 4.在合理且便于操作的基础上,对粘性土微细结构形态体系进行划分,并对主要结构参数进行定义和确定算法。 5.通过两类平行性试验,即运用微细结构观测试验系统对两类粘性土分别进行试验观测,利用微细结构定量分析程序GeoImage对采集到的图片进行分析,获取土样在连续荷载作用下的微细结构量化信息。 6.研究受力过程中土体微细结构变化规律,分析粘土体受力作用下微细结构量化信息以及特征参数与其宏观物理力学行为之间的内在联系。 7.对这两类较为典型的粘土主要工程性质进行了的结构分析,以此确定有关工程地质参数(如强度特性、压缩系数等)与结构要素之间的定量关系,初步探讨其微细结构的控制机理与土力学特性。