砂土是一种常见的颗粒介质材料,频繁与出现于工程实践中,其力学性质一直是岩土工程研究的重点课题之一。砂土材料的变形具有明显的应力路径依赖特性,不同应力路径下,砂土的变形特性、强度特性明显不同。目前不同加载方向应力路径对于砂土的剪胀性、强度特性、塑性流动规律的影响还未澄清。本文利用英国GDS伺服电机控制的动三轴测试系统开展了饱和砂土在不同初始应力状态、不同加载方向下的排水试验,从强度、剪胀性、塑性流动规律等方面进行了系统研究。论文的主要研究成果如下:(1)本文研究了砂土材料在不同初始应力状态、不同加载方向应力路径下的强度特性。研究发现,在p-q坐标系内,随着应力路径加载方向逆时针旋转,应力增量比dq/dp发生改变,对应的峰值剪切应力减小,而描述土体抗剪强度的参数峰值应力比、内摩擦角不受应力路径、初始应力状态、加荷方式变化的影响。土体抗剪强度唯一取决于破坏面上的有效法向应力。(2)研究了砂土剪胀特性变化规律,试验表明应力路径与初始应力状态参数(即初始应力比与峰值应力比的比值)对剪胀特性均有影响。随着应力路径逆时针旋转,砂土剪胀特性逐渐增加;同一加载方向下,小于90°应力增量方向的应力路径剪胀特性随着应力状态参数变大逐渐明显,而大于120°应力增量方向的应力路径剪胀特性随着应力状态参数变大逐渐降低。(3)数值研究了加载方向改变时的塑性流动规律。对应力增量方向与塑性流动方向的关系进行了数值模拟,给出了描述它们之间关系的多项式表达式。并分别从广义剪应力、平均正应力影响塑性变形的角度进行了解释。(4)研究了初始应力状态对塑性流动方向的影响。应力状态对于加载方向小于0°时的塑性流动方向影响不明显,对加载方向大于0°时的塑性流动方向影响明显。加载方向大于0°时,随着应力状态参数变大,应力状态-塑性流动方向曲线由上升趋势转化为下降趋势。