1引言
在传统工程地质环境及土力学性质的研究中，土体通常不主动作为抗拉材料使用，认为土的抗拉强度很小或几乎视为零[1,2],实际工程中土体的抗拉强度常常被忽略，多侧重于抗压和抗剪，对抗拉张的研究较少[3,4].然而，许多工程问题中的土体会发生开裂现象，诸如红色问题土中常见的崩岗[5]、滑坡以及黄土中常见的滑塌[6]等地质灾害孕育过程中坡顶几乎都产生的张拉裂缝[7,8],其破坏模式是拉张和剪切的耦合，都与其抗拉张力学特性密切相关。
抗拉张强度是评价非饱和土的崩岗、崩塌及土坝、堤防、路基、垃圾填埋场等边坡的稳定性的重要参数，黄文熙[9]早就指出抗拉张是黏性土的一个比较重要的力学性质。试验研究表明[4,10]
天然非饱和黏性土的抗拉强度一般可达到十几到几十千帕，从抗拉力学角度，土体的抗拉强度几乎相当于同等面积内2m×3m间距锚杆的抗拔力。可见，抗拉强度在土体稳定性中起着相当重要的作用，忽略土的抗拉张强度显然是对土的强度认识上的不全面。
本文从土体抗拉张力学特性的实验研究和理论分析2个角度出发，介绍并对比分析了国内外土体抗拉张力学特性的试验以及理论方面的最新研究，通过总结分析历史上大量的岩土破坏试验抽象概括出了土体的8种破坏模式，随后认为土体变形破坏的实质是拉剪耦合的渐进性发展过程，并指出研究非饱和土抗拉特性的核心问题就是要弄清土体抗议与粒间吸力之间的关系，最后总结了研究现状中存在的主要问题，展望了今后的研究与发展方向。
2抗拉张力学特性试验研究
土体的抗拉张力学特性的测试主要在室内进行，分2类：一类是直接测定法，即单轴拉伸试验和三轴拉伸试验方法；另一类是间接测定方法，包括径向压裂试验、弯曲梁试验和环状试样法等。比较土体抗剪特性及理论的研究，土体抗拉张特性的研究程度无论从试验手段还是从理论方面都还是远远落后的。例如，至今仍没有统一规范并获得业界普遍认同的土体抗张特性测试仪器。不过，当前抗拉张的新型试验仪器及间接测试方法不断涌现，不少学者开始重视土体抗拉张力学特性的研究，这些极大地促进了土体抗拉张特性的试验和理论研究。
土体的抗拉张特性试验的研究始于20世纪50年代，20世纪50~70年代，抗拉张特性的研究主要在于探索土的抗拉强度基本测试方法上[11~19].
1951年，Haefeli[11]首先用直接拉伸试验，研究了饱和黏性土在不同围压下的抗拉强度和破坏形式，拉开了研究土体抗拉强度的序幕。随后Tchbotarioff等[12]亦采用单轴拉伸试验方法，对矿物组成不同的黏性土开展了试验研究，得出了主要几种黏土矿物抗拉强度的基本特性。Vomocil等[13]采用离心机方法测试了5种砂土的抗拉强度随含水量和密度的变化规律。Farrell等[14]采用无侧限压力的直接拉伸试验测试了重塑黏土在不同的土水吸力条件下的拉应力，试验结果显示拉应力随含水量的增加而呈抛物线性减小，与Vomocil等[13]的研究结果相似。
1960年，Parry[18]首先采用三轴拉伸试验研究黏性土的抗拉强度，试验结果表明土的拉伸应力应变特性受围压、超固结比以及排水条件的影响。Bishop等[19]的三轴试验结果进一步表明黏土的抗拉强度与小的围压变化几乎没有关系。
而后不久，混凝土抗拉强度间接测试方法---巴西劈裂法试验也被引进用于研究含水率对土体抗拉强度的影响[20].Krishnayya[21]在径向压裂试验中设计了一种特殊的电测工具，使得径向压裂法能够同时测出黏土的抗拉强度和应力应变关系曲线。
抗拉张试验方法的多样性，使得人们有条件来对比研究不同试验方法对土体抗拉张力学特性的影响规律。Yoginder[22]开创了抗拉强度对比试验的先河，对比黏性土三轴拉伸试验和单轴拉伸试验中的抗拉特性。Kezdi[23]和Ajaz等[24]采用单轴拉伸、无侧限压缩和土梁弯曲试验，对比研究了土体的3相物理组成对土的抗拉强度的影响。
我国开展抗拉张力学特征的研究起步稍晚，始于20世纪70年代初。1973年，清华大学土石坝抗裂研究小组比较了单轴拉伸试验和土梁弯曲试验测试的结果，得出土体抗拉强度和拉伸变形模量均随含水量的增大而降低及随干密度的增大而增高的认识[25].
20世纪80年代开始，国内外的研究在土体抗拉强度测试方法创新及完善过程中[26],进入了抗拉强度力学基本特性研究阶段。Fang等[27]采用无压渗透技术新方法测试土体的抗拉强度，指出拉伸强度与土体的液塑限、活性指数、韧性指数、无侧限抗压强度、凝聚力及内摩擦角具有相关性。现场试验测试土体抗拉张强度开始于20世纪80年代初[28].
这时期新的试验内容和试验方法也不断出现。钮泽明等[29]试验研究了循环加卸荷载、干容重与含水量、加荷速率几个因素对黏性填土单轴抗拉强度的影响规律。Mosaid[30]采用空心圆柱内牙劈裂试验测试了压实黏性土的特性参数。Snyder等[31]采用气动断裂法新技术测量了非饱和土的拉伸强度。
20世纪80年代后期到20世纪末，国内外学者对土体抗拉强度的研究记载突然少见，几乎有十余年的断层，只是零星地开展了一些抗拉强度方面的研究，如Nearing等[32]通过试验测试土体抗拉强度特征，证明土体扰动后抗拉强度为原状土抗拉强度的33%;骆亚生等[33]通过单轴拉伸试验，对黄土的抗拉强度与含水量、干密度、饱和度及基质吸力间的关系进行了探讨，取得了几项较为明显的规律。
进入21世纪后，随着各种试验仪器、设备更加完善，又迅速有了更广泛和更深入的新发展，更重视土的成分、物性和结构等因素对抗拉张强度的影响。此阶段，抗拉张的测试方法不断探索，涌现出了大量的新测试方法和测试仪器[34~44].例如，Tang等[34]采用应变控制式加载方式利用单轴拉伸试验研究了非饱和黏性土的抗拉特性，Tamrakar等[35]研制的在直剪仪上改制卧式单轴拉伸试验仪以测试断裂韧度的方法，党进谦及其带领的团队[36~41]研发了新型卧式单轴土工拉伸仪，李晓军等[42,43]研制的可以配合计算机层析（CT）扫描的圆环内壁施加径向压应力的拉裂法[44].这一时期国际上，抗拉张试验方法比较创新、理论比较成熟、操作亦比较简单的测试方法有以下3种：
（1）Kim等[45]改进了Perkins[46]研制的土样直接拉伸试验装置，测试了3组不同密度和4组不同含水量的重塑土的抗拉强度，土样盒（178mm×178mm×178mm）由2个对称的半盒子组成，盒子内部固定了4个三角楔形以利于试验时试样从断面最短处断开。之后，Arslan等[47]进一步用此装置测试了月壤的抗拉张特性，Kim等[48]亦根据需要改进了此装置，然后测试了非饱和砂性土由毛细吸力引起的抗拉强度。
（2）Ibarra等[49]采用液压机和土样车床把原圆柱形土样重塑并制成计时沙漏形，然后在自制的拉伸装置上测试了不同含水量和密度的重塑黏土的抗拉强度。
（3）Akagawa等[50]采用Tamrakar等[51]论述过的力学性状较好的横“8”字形土样，测试了0~-2℃的冻土的抗拉强度，试验结果表明土孔隙中冰的结构是冻土相对非冻土具有高抗拉强度的主要原因。
在国内，进入21世纪后也涌现了不少具有创新性的新测试方法和测试仪器。孙萍等[52~54]采用卧式单轴拉伸土工拉伸仪（属应力控制式），所用试样直径39.1mm、高80mm,试验结果表明不同含水率的原状黄土在拉伸过程中均没有明显的颈缩现象，断裂面粗糙，基本垂直于拉应力方向，属于脆性断裂，与邢义川等[55]的试验结果相同。李荣建等[56]和宋焱勋等[57]通过电动控制加载的土梁弯曲试验机采用土梁弯曲试验测试了原状黄土和重塑黄土的抗拉强度，其中原状土梁试样通过原状土梁削样器制备，重塑土梁试样通过重塑土梁压样器制备，试样尺寸为240mm×30mm×30mm（长×宽×高）的长方体土梁试样。试验结果表明通过Mohr-coulomb强度线的反向延长线确定的抗拉强度明显夸大了土体的实际抗拉强度（超过了3倍以上）。胡海军等[58]对原有的动三轴仪器进行改造，使设备能够实现轴向施加拉力（应力控制式），改装的仪器不仅能够实现单轴抗拉强度试验，而且能实现带围压的三轴减载伸长试验，其试验结果表明，层面会对重塑黄土的抗拉强度强度产生影响。
李春清等[59]用兰州市九州开发区的重塑黄土，用轴向压裂法系统研究了黄土在不同的加载速率、试样高度、制样方法、加载圆柱直径时的抗拉强度。
试验结果表明，静压制样优于击实制样且其抗拉强度较大，抗拉强度测试值随加载圆柱体直径呈线性增大，高径比为1∶1的试样的抗拉强度最稳定。张绪涛等[60]针对现有土工直接拉伸试验装置的不足，研制了一套卧式直接拉伸试验装置，该装置由拉伸加载系统、数字液压伺服控制系统和数据采集分析系统3部分组成。试验装置可开展多种易成型材料的直接拉伸试验，能精确测试材料的抗拉强度并能给出拉应力-应变曲线；巧妙设计了加载夹具，解决了试验材料与拉伸装置的连接难题；能精确连续控制试验拉力，并能获得材料抗拉强度峰后段的拉应力-应变曲线。
与此同时，抗拉强度的研究范围逐渐拓宽甚至出现交叉学科研究领域。Rahimi等[61]的平行试验表明有机物含量越高，土体抗拉张强度越大，这个结论值得今后研究重视，因为抗剪强度与有机质含量一般恰好成反比。Kavdir等[62]的试验表明，土的拉伸强度和团聚体的稳定性可成为土体结构质量指标，可用于确定土地利用类型。Zeh等[63]对基质吸力和土体结构影响下压实土的抗拉强度试验结果表明，在压实过程中，孔隙的大小、颗粒排列等对抗拉强度影响很大。在近几年抗拉强度研究中，干密度、前期固结压力、含水率、无侧限抗压强度、拉伸速度、土-水特征曲线、Mohr-Coulomb参数、围压及其他非饱和土参数等重要影响因素得到试验研究[64,65].
3抗拉张力学特性理论研究
除少数土体以外（淤泥、饱和软黏土等），自然界土体大多为非饱和土，所以土体抗拉张特性的理论研究理应集中于非饱和土。非饱和土的抗拉强度主要来源于颗粒间的粘结和分子引力形成的凝聚力、胶结物质的形成胶结力和表面张力形成颗粒间的吸附力等3种作用力[36].宏观上，经常有学者将摩尔-库伦的负半轴作为土体的抗拉强度[66],实际上由于负半轴的高度非线性，直接将负半轴包络线作为抗拉强度是严重高估了非饱和土的抗拉强度的[67,68].
一般来讲，颗粒间的吸力越大，粒间的胶结强度越高，非饱和土抵抗拉张应力的能力越强。许多抗拉张力学行为的研究表明，由吸力引起的粒间吸附作用是非饱和土抗拉强度的一个重要组成部分。众所周知，非饱和土吸力的存在，使得非饱和土的力学性质较之饱和土的复杂得多，其强度一般也要大于饱和土的强度。当今许多的非饱和土有效应力公式及强度计算公式中都包含了土颗粒的粒间吸力（如基质吸力或湿吸力等）对非饱和土强度的贡献[69~74].
鉴于非饱和土颗粒间的吸力影响着颗粒间的联结强度，即土颗粒间吸力的变化必然引起抗拉强度的变化，因此诸多学者从这个角度进行研究并取得了一些可喜的成果[64~68].Vesga等[69,70]将非饱和土分为饱和状态、索带状态、完全钟摆状态和部分钟摆状态等4种状态，之后又给出了各种状态下颗粒间有效应力的表达式。Cho等[71]认为处于完全钟摆状态的非饱和土颗粒间的毛细吸力F由基质吸力s和表面张力Ts引起，其表达式为：
式中：r1和r2分别为水气在分界面处的半径。Pierrat等[72]给出了处于部分钟摆状态的非饱和土颗粒间的毛细吸力的表达式，并给出了如图1所示的关系曲线图。由图1可见，如果2个颗粒间是直接接触的或者颗粒间的间距d=0,那么在低饱和角时颗粒间的毛细吸力F有最大值。但是，当土颗粒不是直接接触时，在低饱和角时颗粒间的毛细吸力F可能会为零。
Vesga等[73]采用直接（单轴）拉伸试验和间接（巴西劈裂）拉伸试验分别测试了高岭土在不同含水量（不同水气状态）时的抗拉强度（图2），结果表明高岭土的抗拉强度先随着含水量的增加而增加，之后随着含水量的增加而减小。Lu等[74]
根据土水特征曲线上非饱和土的3种水气状态给出了其对应的抗拉强度与饱和度的关系（图3），发现非饱和土的抗拉强度与饱和度之间也并不是完全线性的关系，其变化趋势与非饱和土所处的水气状态密切相关。
也可以说，非饱和土的抗拉强度是范德华力、双电层吸力、胶结力和毛细吸力等土颗粒间各种物理化学作用力的综合[75],它与含水量、饱和度和基质吸力等密切相关[49,53,76.根据李晓军等[43]重塑黄土的抗拉强度试验数据，绘制成三维图形，从图4可见重塑黄土的抗拉强度与干密度和含水率密切相关，且抗拉强度随着干密度的增加而增加，但与含水率的关系却存在一个波峰。邢义川等[55]、Ibarra等[49]、朱崇辉等[77]和吕海波等[78]的试验也有类似的结果。
也有许多学者注意到了非饱和土土体裂隙与其抗拉强度及粒间吸力紧密相关[79,80].例如非饱和土抗拉强度随基质吸力改变条件下干燥裂缝深度的方程初步建立[81],非饱和土龟裂形成过程中抗拉强度与其颗粒间的吸力关系密切[3]以及表面活性剂、盐分可以影响拉伸强度而被关注[82,83].这些研究上的认识，已充分说明非饱和土粒间吸力与抗拉强度存在着量化关联性，也表明非饱和土粒间吸力的量化方法、测试方法的研究是非饱和土强度理论研究的重要内容和基础。由此可看到正确的吸力认识对非饱和土抗拉张特性研究的至关重要性。
传统非饱和土力学认为来源于土壤学或土壤物理学中的基质吸力就是非饱和土的粒间吸力，但实际上非饱和土中随着含水率变化的粒间吸力的组成是湿吸力和可变结构吸力[84~86],非饱和土力学中这个认识上的问题是传统非饱和土理论中存在的一个基础性问题。借鉴熊承仁等[87]基于弯曲表面内外压差的Young-Laplace公式和弯曲表面蒸气压变化的Kelvin公式建立基质吸力（不含渗透吸力）计算公式的方法，张鹏程等[88]已经推导出基于等粒任意堆积土的湿吸力计算公式。汤连生等[89]已经求出了典型堆积方式下等粒径颗粒的可变结构吸力的表达式，并对其影响因素进行了讨论。但是，对于考虑级配的非饱和土的湿吸力以及不等粒径任意堆积方式下的可变结构吸力，仍亟待进一步研究。不过，立足于粒间吸力，从湿吸力和结构吸力的角度，来研究非饱和土的抗拉强度显然是非饱和土研究的一个重要方向。
4拉剪耦合实验成果与理论
室内实验及野外观测均表明，土体的变形破坏并非单纯的拉张或剪切，而是拉张剪切耦合渐进性发展的过程。汤连生等在对花岗岩残积土进行三轴试验时发现，土样在特定条件下会出现剪切破坏、拉张为主的鼓胀破坏和张剪混合的剪胀破坏3种变形破坏模式（图5）[90,91].已有的大量试验[92~102]表明，各类岩性的原状土样与重塑土样在低围压应力状态下和在高围压应力状态下的破坏形态却迥然不同，原状土样在低围压时压缩破坏是带有剪切面的剪切破坏，在高围压时压缩破坏表现为我们通常所说的“鼓形破坏”（始终不出现剪切面的张胀破坏，其实更准确的说是拉张破坏），重塑土样则无论围压如何变化都是鼓形（拉张）破坏。岩石的破坏形态差异更是显著，早在1960年Griggs等[103]就注意到无论在拉伸试验中还是在压缩试验中，岩石均存在剪切断裂和拉伸断裂2种破坏模式。大理岩、红砂岩在低围压时是劈裂破坏，而后随着围压增大逐渐过渡到剪切破坏，当围压超过脆-延转化的临界围压时呈鼓胀破坏[103~108].Wang等[109]对砂岩破坏形态的研究中，观察到砂岩试样的破坏是剪切破坏和拉张破坏的混合，试样的中心部位出现剪切裂缝呈现为剪切破坏形式，而试样端部却有近乎垂直的拉张裂缝的产生，并且随着围压的增加，破坏形式中剪切形式裂缝越来越占主导，拉张裂缝逐渐减少。岩石压缩破坏模式与岩性关系也十分密切，例如，单轴试验中发现石英岩（硬岩）是劈裂破坏，亚氯酸硅岩（软岩）是剪切破坏[110],三轴试验中泥灰岩在低围压时岩样呈剪切破坏，中等围压时呈剪胀破坏[111].Adelinet等[112]对玄武岩进行三轴压缩时也发现，玄武岩在围压应力水平不同时，其破坏呈现脆性破坏、水平变形带和纯压缩带几种不同形态。
虽然土与岩石具有许多共性，但是归纳国内外文献的试验结果发现，围压应力水平对土的破坏模式和岩石的破坏模式的影响居然呈现出相反的规律，即在较低的围压条件下原状土样和高围压条件的岩样表现为软化型应力应变关系，轴差应力引起的破坏模式为剪切破坏，试样中出现剪切带；相反，在高围压条件下原状土样和低围压条件下岩样表现为硬化型应力应变关系，轴差应力引起的却是拉张型的鼓胀破坏。
结合历史以来的试验研究，岩土体的破坏模式可以抽象总结为劈裂破坏（a）、张剪破坏（b）、剪切破坏（c）、鼓胀破坏（d）、剪胀破坏（e）、张性断裂破坏（f）、剪切断裂（g）及混合断裂（h）8类（图6）。然而，是什么决定岩土（试样）三轴压缩的破坏模式，是被剪坏还是被拉坏，以及是什么决定岩土（试样）三轴挤长的破坏模式，是剪断的还是被胀断的？这些问题至今仍困扰着我们而不得其解，力学理论未能阐明其力学上的本构关系，也未能给出其判据.
实际上，不仅仅是室内土样的破坏，甚至自然土坡的破坏也正是拉张-剪切不断耦合发展的过程。
已有的土坡稳定性分析理论更多的是关注土体的剪切破坏，基于剪切破坏准则进行安全系数计算及破坏面搜索。早在1943年，土力学之父Terzaghi最早强调“拉张区域的形成及深度对边坡的许多稳定性分析都具有重要影响”,如不考虑土体发生拉张破坏的可能，在特定情况下（土体黏聚力较大），按照极限平衡理论对边坡稳定性进行分析时，将会在土条间产生负条间力及法向力，这一现象不仅不合理，还会导致数值计算不收敛。
不考虑岩土体的张拉破坏这一事实，单纯从M-C剪切破坏出发分析地质体稳定性问题，可能导致计算所得边坡稳定安全系数较理论往往偏高1%~10%,偏于冒险[113].Taghavi等[114]在研究河堤稳定性时，结合实验结果及野外检测数据，提出经验曲线来估计堤坝拉张裂缝的开展深度。邓东平等[115]在考虑渗流条件下具有张裂缝边坡的稳定性，基于直线、圆弧和任意曲线3种滑动面型式，推导出折线型和台阶型边坡的安全系数计算公式，研究结果表明，拉张裂缝的存在对边坡稳定性影响极大。
戴自航等[113]在对土坡稳定性进行数值分析时，考虑了土体发生拉张破坏的可能，并认为当土坡内某一点的最小主应力大于抗拉强度时，土体发生拉张破坏，否则土体发生剪切破坏，并以强度折减有限元法的实例分析进行了验证。结合大量滑坡事故现场踏勘和勘察表明，滑动面的实际情况常与张拉-剪切复合破坏相吻合[113].该研究在考虑拉张作用的土坡危险破坏面搜索方法上具有指示性，但没有透彻地分析土体拉张破坏的实质，也忽略了土体内拉应力达到抗拉强度时，剪应力可能早已超过抗拉强度的情况。
张迺龙等[116]利用线弹性断裂力学分析土质结构的断裂机制，并且结合有限元对土质边坡顶部裂缝进行了计算，分析土质边坡稳定性，并以断裂力学理论为基础建立了土质边坡顶部裂缝的稳定性判据。Cai等[117]用线弹性断裂力学理论对黏土边坡稳定性进行研究得出，坡顶存在拉裂缝对坚硬超固结黏土垂直边坡稳定性的影响巨大。
纵观国内外，总体上涉及到拉张破坏作用对边坡稳定性影响的研究并不多，像Baker[118]基于极限平衡方法来研究拉张强度对边坡稳定性影响（描述性研究）的文献少见，而且其研究都只考虑土体中原就存在（既有）的拉张裂缝对土坡稳定性的作用[108~115],缺乏对土坡变形破坏过程中发生的拉张裂缝的形成过程、机理（即拉张作用的起因及发展）以及拉剪耦合变形破坏过程的研究。
近10年来，开始有更多的学者陆续关注到拉张裂缝发展过程对边坡稳定性的影响，例如，Toyota等[119]提出考虑拉张应力的三维应力条件下土样破坏判据，并利用数值分析验证了该判据在非饱和土边坡稳定性分析中的应用，这也是意识到土样变形破坏的模式及判据与边坡体的变形破坏过程存在内在规律的一篇重要文献。Zheng等[120]利用动力方法分析边坡在地震作用下的破坏机制，提出边坡在地震作用下发生破坏是由裂缝上部的拉张破坏和剪切破坏共同引起的，而不仅仅是由于剪切滑移破坏引起的。Radoslaw[121]运用极限分析法，分析了事先给定的不同开展程度的裂缝对土坡稳定安全系数的影响，指出当坡角达到60°时，拉张裂缝存在与否会导致土坡临界高度相差50%.陆定杰等[122]认为开挖卸荷导致边坡垂直节理张开并向深部发展，对边坡土体的强度衰减作用明显，当垂直裂隙与前缘缓倾裂隙贯通后，边坡发生失稳破坏。这些研究的学术思想在考虑拉张破坏的土坡稳定性领域虽已有了长足的进步，但其着重点并未放在拉张裂缝的形成过程及机制，对拉剪耦合变形破坏，尤其是对考虑外界环境扰动条件的影响作用，也缺乏探讨。
与学术界对应的是，《滑坡防治工程勘查规范》（DZ/T0218-2006）将崩塌重新定义为“地质体在重力作用下，从高速边坡突然加速崩落或滚落（跳跃），具有明显的拉断和倾覆现象”,这种定义强调崩塌破坏中的拉断现象，比较符合人们对崩塌的认识，说明目前虽然无法给出崩塌更为具体的定义，但在实际工程规范及研究中已经意识到拉张破坏作用在边坡变形失稳过程中扮演了极为重要的角色。
虽然目前有大量的实验和理论研究土体的拉张破坏和剪切破坏，对岩土体形态各异的破坏模式在影响因素的层面做出了一定的解释，在其应用（例如土坡稳定性分析）上也获得许多成果，但缺乏力学意义上的破坏模式判据，即土体在何种情况出现拉张、剪切以及混合破坏仍然没有得到解决，目前岩土界对土体拉剪破坏耦合发展的机理及规律还不清楚。将拉张破坏与剪切破坏联系起来形成合理的土体拉张-剪切破坏准则，是这一领域未来的研究热点。
5研究现状的几个特点
时至今日，土体抗拉张领域的研究虽仍然倍受关注，以往的研究也为土体抗拉张试验积累了丰富的研究经验，提供了良好的基础，但是其研究仍然少，专门针对非饱和土的研究更少。纵观土的抗拉张力学特性研究的整个进程，此领域有5个特点：
（1）研究从一开始注重抗拉张强度测试方法，到完善测试方法，到关注试样尺寸及制样方法的影响[123~125],再到侧重抗拉张强度特征及其主要影响因素，并已开始愈发感觉到了非饱和土的抗拉张力学特性与其粒间吸力关系十分密切，然而专门针对此关系的系统研究更是很少涉足。
（2）抗拉张强度研究至近期已然表明，抗拉张1区域性的特殊土有其特殊性，如胀缩土、黄土的拉张强度特性有各自特点，但是对遇水敏感的非饱和红土抗拉张强度的研究较缺乏。
（3）对抗拉张强度的主要影响或控制因素及其机理，虽然国内外取得了一定进展，积累了一定数据和资料，但仍缺乏系统的研究，还远未形成较系统的非饱和土的抗拉张力学理论。
（4）在非饱和土方面，抗拉强度理论研究未被重视。已有的实验或理论几乎都是针对饱和土的。同时，由于缺乏统一的非饱和土吸力认识，目前的各种吸力理论（基质吸力、粒间吸力、湿吸力）都是见仁见智，就目前已获得的研究成果，要建立系统的非饱和土抗拉强度理论几乎是不可能的。
（5）在对土体抗拉张特性进行研究时，往往将其与抗剪力学行为独立开来，忽略了土体强度的另一个重要特性---抗剪切力学行为对抗拉张特性的影响规律。实际上，土体的拉张和剪切并非脱离对方而独立存在的，无论是室内土样实验（拉剪混合破坏），还是野外实际勘察（滑坡土体后缘多存有拉张裂缝），其结果都表明土体的变形破坏是拉剪耦合渐进性发展的过程。
6展望新的重要研究方向
综上所述可见，土力学发展至今，对一般意义上的非饱和土力学行为的研究还不够充分，症结就在于对土体抗拉张特性及拉剪耦合的认识还不够透彻。为促进土体抗拉张力学理论体系的系统建立，同时可从侧面进一步促进非饱和土土力学理论的研究，那么我们展望土体抗拉张力学特性研究的几个新的重要研究方向：
（1）非饱和土粒间吸力与其抗拉张特性关系的认识。非饱和土中一个重要的基础性课题即颗粒间的吸力问题亟待解决。对各种吸力的概念和本质认识的正确与否，直接影响到非饱和土抗拉张理论的建立，也是进一步开展非饱和土拉剪耦合变形破坏研究的基本前提。总体上，当前人类对非饱和土粒间吸力力学特性的了解及其量化方法和测试方法的研究还不够深入。虽然学者们对非饱和土的研究热第3期汤连生等：土体抗拉张力学特性研究进展303情不减，也取得了很多成果，但需要解决的核心问题仍然是“吸力”问题，尤其是吸力的测量问题。如果能够建立非饱和土粒间吸力和抗拉强度的关系，通过测量抗拉强度间接的测量粒间吸力，那研究清楚非饱和土粒间吸力与其抗拉张特性的关系将是测量和验证粒间吸力的另一个重要方法。
（2）结合计算机技术、CT扫描等手段，从微观角度研究抗拉张破坏及其粒间吸力。目前微观层析成像技术在石油领域研究孔隙的连通性方面取得较大的进展和应用，将此方法用来研究土体的微观结构及其颗粒接触特征，重构土体的微观三维数值结构模型，再现颗粒的接触关系，尤其是片状的黏性土颗粒，将为粒间吸力的研究提供较好的技术手段。同时，单轴拉张破坏形成的断裂面目前大多仅从剖面的平整、凸凹等宏观角度进行观察，难以与颗粒间作用力直接联系起来，但是采用CT扫描建立断裂面的三维结构模型，则可以数值化描述断裂面上颗粒的分布及颗粒分离的情况，经统计分析之后，可以直接建立粒间吸力与单轴抗拉强度的关系。
（3）土体抗拉张机理。已取得的土体抗拉张特性方面的成果大多集中在测试方法及测试仪器上，已取得的成果也大都为土体的三相比例指标与抗拉强度的关系，但是为什么抗拉强度与这些影响因素有关，目前还没有很好的解释，也就是说目前土体抗拉张机理的研究还需要进一步加深，从本质上揭示土体抗拉张的机理，而不仅仅从宏观影响因素的角度去考量。
（4）土体破坏模式的力学判据。面对土体纷繁复杂的破坏模式，无数的学者前赴后继试图去解释各种现象的原因，但大多也是从围压、含水量、孔隙比等影响因素的角度去定性的解释，几乎没有从力学角度给出的判据。这其中最首要的就是要形成土体的拉张破坏准则，其次就是结合抗剪强度破坏准则以形成岩土材料的复合破坏准则，据此采用数值模拟手段就可仿真研究土体的破坏模式。
（5）拉剪耦合渐进变形破坏过程与理论。土体变形破坏过程中的拉张与剪切是相互伴随、相互作用的，不是分隔独立的。不能研究剪切破坏时，就忽略拉张破坏，然而这个问题常常被忽视。同时，在研究拉张破坏时，也不能忽视剪切破坏的影响。正确的认识应该是，将土体的变形破坏视为拉剪耦合渐进性发展的过程，因此，如何形成系统的拉剪耦合渐进性变形破坏理论，亟待解决。
