采用接近黄土颗粒粒径的人工制备胶结性土进行试验并分析,能够为黄土胶结特性的一般规律提供参考。基于黄土的结构特性,本文采用100目、200目和325目三种粒径的玻璃微珠作为骨架颗粒材料,石蜡和聚乙二醇作为胶结材料,分别进行了宏观三轴试验和微观纳米压痕试验。其中宏观试验是以60%、75%和90%三种孔隙填充率将骨架颗粒和胶结物质混合并制成三轴试样,探究了围压、孔隙填充率、颗粒粒径和胶结物质对试样应力—应变关系的影响,得到以下规律:全部试样的应力—应变曲线为软化型,且其峰值强度均随围压的增大而增大。聚乙二醇试样的抗剪强度均大于石蜡试样。聚乙二醇试样和颗粒粒径为200目和325目的石蜡试样随着孔隙填充率增大,试样抗剪强度增大,而颗粒粒径为100目的石蜡试样随孔隙填充率增大,其抗剪强度先增大后减小。颗粒粒径越大,试样的抗剪强度越大。聚乙二醇试样的粘聚力显著大于石蜡试样。颗粒粒径越大的试样其粘聚力越大。各试样的内摩擦角相差不大。聚乙二醇试样的初始切线弹性模量大于石蜡试样。微观试验是以玻璃微珠和胶结材料进行单层制样,对试样中的“胶结单元”进行纳米压痕试验,探究了颗粒粒径、胶结物质和压入深度对试样弹性模量和荷载—位移曲线的影响,以期研究宏观试样中每个骨架颗粒的受力情况,得到以下规律:试样的弹性模量均随压入深度的增大而减小。聚乙二醇试样的弹性模量均大于石蜡试样。颗粒粒径越小,试样的弹性模量越小。各试样的峰值荷载F_max差异较大,分布范围为0.6mN-64.2mN。压入深度越小,试样的峰值荷载越小。颗粒粒径越大的试样,在压入相同深度时所需要的荷载越大。聚乙二醇试样的峰值荷载大于石蜡试样。部分试样存在蠕变现象,绝大部分试样的相对回弹率随压入深度的增大而减小。微观试验结果为宏观试验现象进行了以下几点补充说明:首先,除去胶结力,胶结物自身的强度对三轴试样的抗剪强度也有一定贡献;其次,颗粒粒径越大的三轴试样,骨架颗粒抵抗压力的占比也越大;最后,骨架颗粒受到的挤压力越大,其产生的抗力也越大,试样的抗剪强度越大。