冻融状态和初始含水率对土壤力学性能的影响

张惠忍，李法虎，吕 威



冻融状态和初始含水率对土壤力学性能的影响

张惠忍1,2，李法虎1※，吕 威1

（1. 中国农业大学水利与土木工程学院，北京，100083；2.北京市城市河湖管理处，北京，100089）

冻融状态影响土壤的抗剪强度从而威胁季节性冻土地区的工程安全、边坡稳定以及土壤流失。通过直剪试验测定了不同冻融状态和初始含水率对青藏地区（S1）和北京地区（S2）土体抗剪强度的影响。结果显示，2种土在未冻和已融状态下的抗剪强度相似，且均随着土含水率的增加而减小，但S1土抗剪强度比S2土大7.5%～9.7%；在冻融状态下，S1土抗剪强度随着土含水率的增加而增大，而S2土则随之减小。S1冻融土抗剪强度在低含水率（≤13.5%）时小于未冻土和已融土，而在高含水率（≥24.5%）时则反之；S2冻融土抗剪强度小于未冻土和已融土。在冻融状态下2种测试土的内摩擦角显著小于未冻土和已融土，而黏聚力整体上则大于未冻土和已融土。与未冻土或已融土相比，2种土在冻融状态下的强度相对较低，宜作为季节性冻土地区工程设计以及土壤流失防治的基本状态。

土壤；土壤含水率；抗剪强度；冻融状态；青藏高原；土壤内摩擦角；土壤黏聚力

0 引 言

中国遭受季节性冻融作用影响的土地面积约占国土陆地面积的98%，主要分布在东北和西南地区以及西部和北方地区[1]。这些地区的工程建设或土壤侵蚀研究必须考虑冻融作用对土力学性能的影响问题[2-6]。季节性冻融土是一个复杂的四相体系，不仅含有固体（矿物颗粒和有机质）和气体，而且还含有固态冰和液态水[7]。冻融土中的固态冰和液态水含量以及固态冰强度是影响土抗剪强度的重要因素[7-8]。

冻融作用和含水率影响土的抗剪强度从而威胁季节性冻土地区的工程安全、边坡稳定以及土壤流失。大量研究结果显示，土的抗剪强度随着土含水率的增加而降低[2,9-13]。土的内摩擦角随着土含水率的增加近似呈线性减小[13-16]，而其黏聚力则随之减小或呈先增大后减小之趋势[11,13-16]。冻融作用可引起土团聚体分裂以及土颗粒的重新组合[4,17-18]，从而导致土从一个稳定状态转向另一新的稳定状态[17]。冻融作用对土抗剪强度以及抗剪强度指标的影响目前尚无定论，冻融导致土抗剪强度增大、基本不变甚至减小的结果均有报道[19-20]。Czurda和Hohmann的试验结果表明，冻结后黏土的摩阻力几乎不变而黏聚力增大[17]，王永忠等认为冻结后土的内摩擦角和黏聚力均随土含水率的增加而减小[21]。Ferrick和Gatto的试验结果显示，一次冻融循环对土强度无显著影响但其侵蚀泥沙量却明显增大，初始条件特别是土含水率对试验结果有较大影响[19]。Formanek等认为，一次冻融循环可降低饱和粉砂壤土黏聚强度的50%[22]，而Guo和Shan认为融化后土的内摩擦角和黏聚力随土含水率的变化规律与未冻土相似[23]。杨平和张婷的研究结果显示冻融后土的内摩擦角增大[24]，董晓宏等认为土的内摩擦角变化不大而黏聚力降低[25-26]，Wang等认为内摩擦角增大而黏聚力降低[5,21,27]，而方丽莉等则认为土的内摩擦角和黏聚力均增大[28]。

冻融作用强度一般可分为强度、中度和轻度3个级别[1]。青藏高原和北京地区分别属于强度冻融区和中度冻融区，代表了中国遭受冻融作用的2个主要强度级别，且这2个地区，或生态环境脆弱或人口密度高、生态环境压力大，其冻融影响的研究具有重要的典型意义。冻土融化过程中的土力学性能处于一个非稳定状态的渐变过程[7,29]，诸多因素包括土的含水率、融化程度（土体含冰量和冰强度）、土颗粒大小及组成以及成土环境等影响土抗剪强度[2,30-31]，而它们的影响规律尚不清晰。虽然国内外对冻土力学以及冻融循环对土力学性质影响的研究较多，但由于冻融过程中土体含冰量的测定以及试验条件控制等因素的影响，土的抗剪强度以及抗剪强度指标与含冰量之间关系的研究较为困难[29]，有关冻融土力学性能的研究较少。因此，本文选取试验过程中较易控制的温度指标间接表示冻土融化程度以及冻融状态，以青藏高原和北京地区2种土作为研究对象，研究不同冻融状态和初始水分含量对土的抗剪强度以及抗剪强度指标的影响，为深入理解初始条件对季节性冻融地区的工程安全、边坡稳定以及土壤侵蚀强度的变化规律奠定基础。

1 材料和方法

1.1 土样采集

试验土分别采集于青海省西宁市S101公路拉鸡山段的天然草地（36°21.8¢N、101°26.8¢E，海拔高度3 682 m）和北京市昌平区沙河镇的农用土地（40°9¢N、116°15¢E，海拔高度45 m）。土样采集时，先清除掉取样区域的地表植被和0～5 cm的表层土壤，然后采集5～30 cm处土体。西宁市位于青藏高原东北部，属于大陆高原半干旱气候区，年均降水量和气温分别为380 mm和7.6℃。采样区土壤为高山草甸土，有机质质量分数为4.1%，黏粒（< 0.002 mm）、粉粒（>0.002～0.05 mm）和砂粒（>0.05～2.0 mm）质量分数分别为8.3%、39.7%和52.0%，属于砂壤土；昌平区位于北京西北部，属于暖温带大陆性季风气候区，年均降水量和气温分别为550.3 mm和11.8 ℃。该地区土壤为黄土母质的潮土，有机质质量分数约为2.0%，黏粒、粉粒和砂粒质量分数分别为5.2%、58.8%和36.0%，其质地属于粉壤土。为叙述方便，青藏地区和北京地区2种测试土分别简称为S1土和S2土。

1.2 试件制备

将采集的土样风干、过2 mm筛子后备用。取一定质量的风干土样平铺于搪瓷盘内。根据风干土含水率、试验设计的含水率以及土样质量，计算制备试验试件所需的加水量。将称量后的水用小型喷雾器均匀喷洒在土样上，充分搅拌后装入密封容器内湿润一昼夜。根据环刀容积和设计干密度，计算所需湿土质量，制备剪切试件待用。土试件直径6.18 cm、高2.0 cm。2种土试件的设计干密度均为1.3 g/cm3，孔隙度为50.1%。土样准备以及剪切试件制备过程按照土工试验规程（SL237-1999）的要求执行[32]。S1土试件的初始含水率（质量）分别为8.0%、13.5%、19.0%、24.5%和30.0%，S2土试件的初始含水率（质量）分别为12.0%、18.0%、25.3%和31.0%。S1土和S2土的饱和含水率分别为38.3%和37.0%、田间持水量分别为32.4%和30.1%。

将制备好的土试件，进行3种不同的冻融处理：1）未经冻融过程的试件（简称未冻土，对照）；2）在-18 ℃恒温条件下冻结24 h的试件（冻融土）；3）在-18 ℃恒温条件下冻结24 h、然后在27 ℃恒温条件下融解12 h的试件（已融土）。为防止冻融过程中的水分蒸发，在土试件外面套装塑料保鲜袋密封。

1.3 剪切试验

将不同冻融状态下的试件，采用南京土壤仪器厂生产的ZJ电动应变控制式直剪仪在实验室进行剪切试验。S1土剪切试验时的实验室平均温度为10 ℃，S2土的平均温度为27 ℃。每个试验处理3次重复。

在直剪试验前，先将环刀上、下部土体用削土刀刮平，并用洁净干布将环刀外部擦拭干净后称质量，然后按照土工试验规程进行直剪试验[32]。直剪试验采用快剪方法[7]。考虑到直剪试验时相对较高的实验室温度与第二 种试验处理的低温状况这一特殊性，剪切速度均设定为2.4 mm/min（12 r/min），法向应力采用50、100、150和200 kPa四级。试件所受的剪应力按式（1）计算：

式中为剪应力，kPa；为量力环测表的读数，0.01 mm；为量力环校正系数。试验所用直剪仪的量力环校正系数为1.794 N/0.01 mm；0为试件受力面积，cm2。

在剪切试验过程中，如果量力环读数达到稳定或出现峰值后显著减小，则在剪切位移量为4 mm时停止剪切试验；如果量力环的读数一直增大，则在剪切位移量为 6 mm时停止试验。根据式（1）计算的剪应力和由位移计测定的位移量，以剪应力为纵坐标、剪切位移量为横坐标，绘制剪应力与剪切位移量关系曲线图。选取剪应力与剪切位移量关系曲线上的峰值点或稳定值所对应的剪应力作为土的抗剪强度；若无明显峰值点或稳定值时，则取剪切位移量为4 mm时所对应的剪应力为土的抗剪强度。

假设冻融土的抗剪强度由土体本身强度与固体冰强度2部分组成且均满足摩尔-库伦（Mohr-Coulomb）强度准则，则根据不同法向应力条件下测定的土抗剪强度，即可按照库仑定理总应力法计算非饱和冻融土的抗剪强度指标和[7,13-14,32-33]：

式中τ为土的抗剪强度，kPa；为法向应力，kPa；为土的黏聚力，kPa；为土的内摩擦角，（o）。

2 结果与分析

2.1 土含水率对抗剪强度的影响

3种冻融状态下S1土和S2土的抗剪强度随土含水率的变化见图1。在未冻和已融状态下，S1土和S2土的抗剪强度均随着初始土含水率的增加而减小（图1a～图1b和图1d～图1e），这与许多研究结果一致[2,9-12,34-35]。在试验条件下，未冻和已融状态下的S1土抗剪强度平均比S2土大7.5%～9.7%。

在冻融状态下，S1土在法向应力≤100 kPa时的抗剪强度随着土含水率的增加而增大；而当法向应力≥150 kPa时则随着土含水率的增加先减小而后增大，其值在土含水率为19.0%时最小（图1c）。S2冻融土的抗剪强度则随着初始土含水率的增加而减小（图1f）。

水分是土颗粒之间相互位移的润滑剂。当土中的水分增多时，土颗粒在外力作用下更容易发生相对移动，因而未冻土和已融土的抗剪强度随着初始土含水率的增加而逐渐减小（图1a～图1b和图1d～图1e）。S1土与S2土均属壤土，但前者比后者含有更多的粗颗粒（砂粒）以及更高的黏粒和有机质含量，这可能是导致在相同含水率条件下S1未冻土和已融土抗剪强度稍微大于S2土的原因（图1a～图1b和图1d～图1e）[35-38]。

在冻融状态下，土体中既有固体冰也有液态水。冻融土的抗剪强度主要由土体强度和固体冰强度以及两者间的相互作用而决定[7,17,39]。当法向应力较小（≤100 kPa）时，土颗粒之间的摩阻力较低，此时冰强度对冻融土的抗剪强度影响相对较大，因此初始土含水率越高，冻融土中的固体冰越多，从而导致其抗剪强度越大（图1c）。而当法向应力较大（≥150 kPa）时，土密度增大，摩阻力对土抗剪强度的影响增强[17]，因此土含水率越高其润滑作用越大，从而导致土体抗剪强度在初始土含水率较低时随含水率的增大而降低；但当初始含水率增加到一定程度（19.0%）后，固体含冰量对抗剪强度的影响程度大于液态水的润滑作用，导致此时土体抗剪强度随含水率的增加而增大（图1c）。而S2土抗剪强度随初始土含水率的变化趋势明显不同于S1土（图1c和图1f），这可能与它们在直剪试验过程中的融化程度有关。虽然整个直剪快剪试验过程所需的时间很短（<2～3 min），但由于标准剪切盒体积（60 cm3）较小，直剪试验时的实验室温度会对冻结土的融化程度有一定影响。S1土剪切试验时的实验室温度为10 ℃，而S2土剪切试验时的实验室温度为27 ℃，因此S2土试件中会有更多的固体冰融化为液态水，同时S2土试件中残留的固体冰的强度相对也更低些[8,39]。这些因素可能导致S2冻融土抗剪强度随初始土含水率的变化规律更接近于已融土（图1e和图1f）。

图1 不同冻融状态下青海砂壤土（S1）和北京粉壤土（S2）抗剪强度随初始含水率的变化

2.2 冻融状态对抗剪强度的影响

冻融状态对S1和S2土抗剪强度的影响分别见图2和图3。在不同冻融状态下，S1土和S2土的抗剪强度均随法向应力的增加而近似线性增大（图2和图3），这表明在测试的法向应力范围内以总应力法表示的摩尔-库伦破坏准则适用于非饱和冻融土[40]。

图2 不同初始含水率（w）条件下冻融状态对青海砂壤土（S1）抗剪强度的影响

图3 不同初始含水率（w）条件下冻融状态对北京粉壤土（S2）抗剪强度的影响

在不同初始含水率条件下，未冻土与已融土的抗剪强度大小相似（图2和图3）。S1未冻土与已融土抗剪强度之间的相对差异为0.8%～8.7%（平均3.4%）、S2未冻土与已融土抗剪强度之间的差异为0.1%～14.5%（平均3.7%），未冻土与已融土抗剪强度之间均呈显著线性正相关（S1土，；S2土，）。这些数据表明，一次冻融循环对本研究所测试的2种土的抗剪强度的影响程度相对较小，与Ferrick和Gatto的结论一致[19]。

在冻融状态下，S1土抗剪强度在初始含水率≤13.5%时小于未冻土和已融土，而当土含水率≥24.5%时其强度大于未冻土和已融土（图2）。在土含水率为19.0%时，S1冻融土的抗剪强度在低法向应力（≤100 kPa）条件下大于未冻土和已融土的抗剪强度，而在高法向应力时则小于未冻土和已融土（图2c）。这一结果表明，冻融土的抗剪强度既与初始土含水率有关，同时也受法向应力大小的影响。除在低法向应力（50 kPa）时与未冻土和已融土的抗剪强度大小相似外，S2冻融土抗剪强度在测试的初始土含水率和法向应力范围内均明显小于未冻土和已融土，且其差异程度随着法向应力或初始土含水率的增加而增大（图3）。例如，在法向应力为200 kPa条件下，初始土含水率为12.0%时的S2冻融土抗剪强度约为未冻土或已融土的85.4%，而在含水率为31.0%时此值则为70.0%。

冻融过程会引起土团聚体分裂从而导致土结构冻胀破坏以及土颗粒位移，一些已增大的孔隙无法恢复其原有状况，从而导致融化土体丧失部分原有的强度[2,5,17]。此外，冻融循环也可引起土的内摩擦角和黏聚力发生变化[5]。但单独一次冻融循环过程对土抗剪强度的影响较小特别是对非黏性土[17,19,27]，从而导致已融土抗剪强度相似于未冻土（图2和图3）。

在冻融状态下，土中固体冰的存在会增大冰与土之间的胶结作用，从而提高土的强度[17,39]，因此在初始含水率较高（≥24.5%）时S1冻融土的抗剪强度显著大于非冻土和已融土（图2）；但当初始土含水率较低（≤13.5%）时，少量固体冰的存在可能比液态水更有助于土颗粒的移位，从而导致冻融土的抗剪强度小于非冻土和已融土（图2）。S2冻融土抗剪强度与未冻土或已融土抗剪强度的关系（图3）不同于S1土（图2），这可能与试验条 件有关。直剪试验时的实验室温度影响土抗剪强度[7]。在剪切试验时，S2土相对较高的温度（27 ℃）导致了剪切试件中更多的固体冰融化，这不仅显著降低了冰晶体之间的键结力和固体冰的强度[17,39]，同时固体冰融化后的水分来不及排出试件从而降低了冰与土之间的摩阻力[11,31]，这2方面的原因导致了S2冻融土抗剪强度小于未冻土和已融土（图3）。固体冰在压力作用下也会产生轻微的弱化现象而导致部分抗剪强度的损失[7,17]，这可能是冻融土抗剪强度随法向应力增加的速率（抗剪强度～法向应力曲线的斜率）普遍小于非冻土和已融土的原因（图2和图3）。

2.3 土含水率和冻融状态对抗剪强度指标的影响

土抗剪强度并不是一个表征土力学性能的独立参数，它是法向应力的函数。为揭示冻融状态和土含水率对土力学性能的内在影响机理，我们分别计算确定了S1土和S2土在不同试验处理时的抗剪强度指标–内摩擦角和黏聚力（图4）。S1土和S2土在未冻和已融状态下的内摩擦角值均随着初始土含水率的增加而减小且大小相似（图4a和图4b）。冻融土的值随着土含水率也基本呈减小之趋势，但其值显著小于未冻土和已融土（图4a和图4b），这可能意味着冻融土的冰水混合物极大地降低了土颗粒之间的咬合作用及其相互位移时的摩阻力[40]。S1未冻土和已融土的值介于10.6°～12.0°、冻融土的值介于7.2°～10.1°，这与S2土的9.7°～11.4°和6.2°～9.5°的取值范围基本相似。

图4 不同冻融状态下青海砂壤土（S1）和北京粉壤土（S2）内摩擦角f和黏聚力c随初始含水率的变化

在未冻和已融状态下，S1土和S2土的黏聚力均随着土含水率的增加而减小并逐渐趋近于0（图4c和图4d），且S1已融土和S2已融土的值均小于未冻土（图4c和图4d），这显示了冻融循环对土结构的破坏作用[17]。在未冻和已融状态下S1土的值稍微大于S2土（图4c和 图4d），这可能与前者相对较高的有机质以及黏粒含量有关[2,35,38]。

S1冻融土的值随着初始土含水率的增加而增大（图4c）。当初始土含水率由8.0%增大到30.0%时，其值增大了5.3倍；而S2冻融土的值随着初始土含水率的增加呈先增大后减小之趋势，该值在含水率为18.0%时最大（图4d）。S2冻融土的值明显小于S1冻融土且其随土含水率的变化规律明显不同于S1冻融土，这可能与剪切过程中实验室温度不同而导致土试件中固体冰的不同融化程度有关。由于冰晶体与土颗粒之间的胶结作用[17,40]，在冻融状态下S1土和S2土的值整体上均大于已融土和未冻土（图4c和图4d）。

土的抗剪强度可以近似看作由土体的黏聚强度和摩擦强度2部分组成（式2）[34]。黏聚强度反映了土体内部的各种物理-化学胶结作用力，黏粒含量、有机质含量以及土含水率等对其有较大影响；摩擦强度反映了土颗粒之间的摩擦力和咬合力，它主要与土团聚体稳定性、土颗粒形状以及土含水率等有关[2]。固体冰含量及其强度以及液态水含量均对冻融土的抗剪强度有较大影响[40]，它们对黏聚强度和摩擦强度的不同影响作用及其影响程度共同决定了冻融土的抗剪强度。冻融土中部分固体冰的存在避免了土颗粒之间的直接接触，降低了土颗粒形状、浑圆度、粒径以及颗粒级配等的影响[17]，从而导致其内摩擦角小于未冻土和已融土（图4a和图4b）。但冻融土中固体冰的存在却显著增大了土的胶结力特别是当初始土含水率较高时[17,39]，从而导致冻融土黏聚强度明显高于未冻土和已融土（图4c和图4d）。

3 结 论

1）S1土（青藏地区）和S2土（北京地区）的抗剪强度均随法向应力的增加而近似线性增大。在测试的法向应力范围内，非饱和冻融土的抗剪强度包线可以采用摩尔-库伦总应力破坏准则表示。

2）在未冻和已融状态下，S1土和S2土的抗剪强度均随着初始土含水率的增加而减小，S1土抗剪强度比S2土大7.5%～9.7%。与未冻土相比，一次冻融循环对2种土抗剪强度的影响程度平均为3.4%～3.7%。在冻融状态下，S1土抗剪强度在低法向应力时随着土含水率的增加而增大，而在高法向应力时则先减小后增大；S2冻融土则随之减小。S1冻融土在初始土含水率≤13.5%时的抗剪强度小于未冻土和已融土，而当土含水率≥24.5%时其值则大于未冻土和已融土；S2冻融土抗剪强度在不同土含水率条件下基本上均小于未冻土和已融土。

3）在未冻、已融和冻融状态下，S1土和S2土的内摩擦角均随着初始土含水率的增加而减小。2种土在未冻和已融状态下的内摩擦角值大小基本相似，但冻融状态下的值显著小于未冻土和已融土。

4）在未冻和已融状态下，S1土和S2土的黏聚力均随着初始土含水率的增加而减小，且已融土的值小于未冻土。在冻融状态下，S1土的值随着初始土含水率的增加而增大，而S2土的值则随之呈先增大后减小之趋势。不论S1土还是S2土，在冻融土状态下其值基本上均大于未冻土和已融土。

冻融状态对土抗剪强度以及抗剪强度指标的影响显著。在冻融过程中土力学性能随土体内固体冰与液体水含量的变化规律值得进一步深入研究。

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Effects of freeze-thaw status and initial water content on soil mechanical properties

Zhang Huiren1,2, Li Fahu1※, Lü Wei1

(1.100083,; 2.100089,)

The freeze-thaw conditions affect soil shear strength and hence threaten engineering safety, soil slope stability, and soil loss in seasonal frozen-soil region. Shear strength was tested for 2 kinds of soils (sandy loam in Qinghai-Tibet Plateau (S1) and silt loam in Beijing region (S2)) under 3 freeze-thaw statuses (unfrozen soil, frozen soil, and thawing soil after frozen) and different initial water contents (8.0%-31.0% in mass fraction) by direct shear apparatus in the laboratory. The unfrozen soil specimen did not suffer freeze-thaw processing in the laboratory, the thawing soil specimen was sheared after frozen at -18℃ for 24 h, and the thawed soil specimen was done after frozen at -18℃ for 24 h and then thawed at 27℃ for 12 h. The shear velocity was set to 2.4 mm/min. Experimental results showed that the shear strength of the 2 types of soils increased approximately linearly with the increasing of normal stress, and the shear strength envelope of unsaturated thawing soil could be expressed by total stress Mohr-Coulomb failure criteria under tested normal stress, freeze-thaw status and soil water content conditions. The shear strengths of unfrozen and thawed soils were similar to each other and their difference was averagely 3.4%-3.7% after one freeze-thaw cycle, and they decreased with the increased initial soil water content for the 2 types of soils. The shear strength of soil sample S1 was 7.5%-9.7% greater than that of S2 under the unfrozen and thawed statuses. Under the thawing status, the shear strength of S1 increased with the initial soil water content but that of S2 decreased with it. The shear strength of the thawing S1 soil was smaller than that for the unfrozen and thawed soils at low soil water content (13.5%) but it was on the contrary when the water content was higher; the shear strength of the thawing S2 soil was smaller than that for the unfrozen and thawed soils under all the soil water contents. Under the unfrozen, thawed, and thawing statuses, the internal friction angle for both types of soils declined with the increase of soil water content. The internal friction angles under the unfrozen and thawed statues were similar to each other but they were significantly greater than that under the thawing status. The soil cohesion under the unfrozen or thawed statuses decreased with the increased soil water content and that under the thawed status was smaller than that under the unfrozen status for both types of soils. Under the thawing status, the soil cohesion of S1 increased significantly with the increased initial soil water content but that of S2 first increased and then decreased with it. The soil cohesion of both types of soils under the thawing status generally was significantly greater than that under the unfrozen and thawed statuses. The variation ranges of the internal friction angle for the 2 types of soils were similar to each other but their soil cohesion was significantly different under experimental conditions. The soil at the thawing status had a relatively low shear strength compared with that at the unfrozen or thawed statuses, and hence the thawing status should be adopted as the basic status for engineering design or soil loss prevention in seasonal frozen-soil regions.

soils; soil moisture; shear strength; freeze-thaw status; Qinghai-Tibet Plateau; soil internal friction angle; soil cohesion

10.11975/j.issn.1002-6819.2017.03.017

S152.9; P642.14; P642.3

A

1002-6819(2017)-03-0128-06

2016-05-12

2016-12-19

国家自然科学基金重点项目（41230746）

张惠忍，女，硕士，主要从事水土保持研究。北京市海淀区北洼路又一村甲1号，100089。E-mail：airen1223@sina.com。

李法虎，男，教授，博士，博士生导师，主要从事农业水土工程与水土环境的研究。北京市海淀区清华东路17号中国农业大学295信箱，100083。E-mail：lifahu@cau.edu.cn

张惠忍，李法虎，吕 威. 冻融状态和初始含水率对土壤力学性能的影响[J]. 农业工程学报，2017，33(3)：128－133. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.03.017 http://www.tcsae.org

Zhang Huiren, Li Fahu, Lü Wei.Effects of freeze-thaw status and initial water content on soil mechanical properties[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2017, 33(3): 128－133. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2017.03.017 http://www.tcsae.org