种试验条件均表明耕层土壤在容重为含水率为水平下黏聚力最大，分别为内摩擦角也最大，分别为。

紫色土坡耕地耕层土壤在同围压下，最大主应力差随容重增加而上升，随含水率增加而减小在同容重和含水率水平下，随着围压升高，耕层土壤的最大主应力工试验微机控制数据处理系统进行采集，直剪试验数据及其他描述统计分析在中进行，通过软件进行回归模型方程及响应曲面模拟。

结果与分析土壤容重和含水率对耕层土壤黏聚力的影响黏聚力主要是由于土壤颗粒间引力和斥力综合作用的结果，黏聚力会影响耕层土体的稳定性抗冲性。

土壤容重和含水率对紫色土坡耕地耕层土壤黏聚力的影响见图。

耕层土壤黏聚力在同含水率水平下随容重的增加而增大。

轴试验条件下，在含水率为时，耕层土壤黏聚力随容重增加的增长幅度较大，由增至，增加在含水率为和时，黏聚力随容重增加的增幅不大，分别由增至，增加，由增至，增加。

直剪试验条件下，耕层土壤黏聚力随容重增加的增长幅度均不大，含水率从增至时，耕层土壤黏聚力分别增加，。

产生这种变化的主要原因是，随，从增至，增加。

这是因为随着土壤容重的增大，土壤更加紧实，土壤颗粒间距变小或造成部分大颗粒破碎而使土壤颗粒重排列，造成颗粒间接触点增多接触面积增大，由此增加了颗粒间的滑动摩擦和咬合力，表现为内摩擦角的增大。

耕层土壤内摩擦角在同容重水平下随含水率的增加而减小。

轴试验条件下，容重为，内摩擦角由降至，减少容重为，内摩擦角由降至，减少在容重为，内摩擦角由降至，减少。

直剪试验条件下，在容重为，耕层土壤内摩擦角随含水率的增加而减小的幅度较大，分别从降至，下降，从紫色土坡耕地耕层抗剪强度受土壤容重和含水率影响分析土壤学论文增大，土体颗粒间距离更近接触更加紧密，增大了颗粒间范德华力和静电力，使得土壤颗粒之间的相互作用增强，表现为黏聚力的增大。

紫色土坡耕地耕层土壤黏聚力在同容重水平下总体呈现随含水率的增大而减小的趋势。

紫色土坡耕地耕层抗剪强度受土壤容重和含水率影响分析土壤学论文。

采用型应变控制式直剪仪进行重塑土直剪试验。

根据设计的土壤容重及含水率梯度，称取相应的土样制备，制样完成后安装至直剪仪上，开始剪切试验。

剪切速率控制为，试验中采用个荷载，每组荷载做组重复试验。

数据处理轴试验数据通过全自动轴仪配套的土工试验微机控制数据处理系统进行采集，直剪试验数据及其他描述统计分析在中进行，通过软件进行回归模型方程及响应曲面模拟。

土壤容重学报，花可可，魏朝富，任镇江土壤液限和抗剪强度特征值及其影响因素研究基于紫色土区农机化研究，倪派，袁天泽，高明，等土壤干密度和含水率对种紫色土抗剪强度的影响水土保持学报，李保雄，苗天德黄土抗剪强度的水敏感性特征研究岩石力学与工程学报，王中文，洪宝宁，刘鑫，等红粘土抗剪强度的水敏性研究川大学学报工程科学版，胡斐南，魏朝富，许晨阳，等紫色土区水稻土抗剪强度的水敏性特征农业工程学报，林金石，庄雅婷，黄炎和，等不同剪切方式下崩岗红土层抗剪特征随水分变化规律农业工程学报，王健，刘旦旦，张鹏辉土壤密度对土壤抗侵蚀性的影响灌溉排水学报，林敬兰，黄炎和，张德斌，等水分对崩岗土体抗剪切特性的影响水土保持学报，张健乐，史东梅，刘义，任予恒，蒲超江土壤生产中耕层土壤常无法达到此容重含水率水平，故可采取合理的耕作方式，配合适当的水土保持措施调控耕层土壤物理性能和耕作性能以减少水土流失。

不同剪切方式影响了耕层抗剪强度指标，种试验方法下，耕层土壤黏聚力内摩擦角随土壤容重和含水率的变化趋势总体相似，但轴试验条件的耕层土壤黏聚力总体大于或接近直剪试验结果，最大差距而耕层土壤内摩擦角则明显小于直剪试验结果，最大差距为。

轴剪切试验在原理上优于直剪试验，但操作相对困难，适用于室内模拟研究和水土保持工程建设直剪试验操作简单但数据与实际情况相差较大，适用于简单野外试验。

参考文献史东梅基于模型的紫色丘陵区坡耕地水土保持研究水土保持学报吕巨智，程伟东，钟昌松，等不同耕作方式对土壤物理性图耕层土壤黏聚力对容重和含水率的响应曲面图耕层土壤内摩擦角对容重和含水率的响应曲面耕层土壤黏聚力内摩擦角最大值均出现在容重含水率水平下，由此判断耕层土壤最优容重含水率组合为，表明在此容重含水率水平下，紫色土坡耕地耕层土壤抵抗径流冲刷减少土壤侵蚀的能力最强。

而实际生产活动中，由于坡耕地需要翻耕，实际耕层土壤容重会小于同时由于降雨及灌溉等因素，耕层土壤含水率常大于，会造成坡耕地较大水土流失。

此时应注意加强坡耕地水土流失的防治，减少对耕层的扰动，可采取合理的耕作及管理方式，并配合植物篱埂坎等水土保持措施，以改善坡耕地耕层物理性能并减少水土流失。

结论紫色土坡耕地耕层土壤黏聚力和内摩擦角在同含水率水平下均随容重增加而增大在同容重水平下土壤黏聚力随含水率率为围压水平下在容重为含水率为，围压条件下，最大主应力差最小，为。

在同容重含水率水平下，耕层土壤的最大主应力差随围压的增加而上升，当容重为含水率为时，围压由升至，最大主应力差从升至，增加当容重为含水率为时，最大主应力差从升至，增加。

这说明围压的提升能增大耕层土壤的最大主应力差，这是因为随着围压的升高，土壤颗粒接触更加密集。

土壤容重和含水率对耕层土壤黏聚力与内摩擦角的交互作用当土壤容重和含水率同时变化时，紫色土坡耕地耕层土壤黏聚力与内摩擦角表现为曲面关系。

以容重含水率为自变量，耕层土壤黏聚力内摩擦角为因变量，通过软件进行回归方程方差分析，建立容重含水率与耕层土壤黏聚力内摩擦角的回归模型，土壤颗粒间的连接方式和胶结作用。

国内外不少学者研究分析了容重含水率与土壤抗剪强度之间的关系等研究了不同土壤密度和含水率梯度下对土壤抗剪强度的影响，表明含水率对抗剪强度的影响大于干密度倪派等认为，种紫色土干密度和含水率的交互作用对黏聚力有显著影响，而内摩擦角主要受含水率单因素的影响郑子成等研究了容重和含水率对玉米生长期土壤抗剪强度变化特征，表明抗剪强度与土壤含水率呈线性函数关系，与土壤容重呈极显著线性正相关关系等认为，不同细粒土壤抗剪强度与土壤含水率变化差异显著李保雄等王中文等胡斐南等分别对黄土红黏土紫色土区水稻土抗剪强度进行了水敏性研究，结果表明黄土红黏土紫色土区水稻土抗剪强度均具有定水敏性，且具有临明组模型能较好地表示耕层土壤黏聚力内摩擦角与土壤容重和含水率之间的关系，同时通过回归方程生成耕层土壤黏聚力内摩擦角与土壤容重和含水率的响应曲面图图。

响应曲面的陡峭程度反映了因变量黏聚力内摩擦角随自变量容重含水率的变化程度，曲线越陡峭表示其影响越显著。

由图图可知，紫色土坡耕地耕层土壤容重含水率的交互作用对其黏聚力内摩擦角影响显著。

其中，在含水率接近或等于时，黏聚力内摩擦角随容重变化不明显在容重接近或等于，内摩擦角随含水率变化较黏聚力更明显在容重为，黏聚力内摩擦角随含水率变化最明显。

关键词土壤含水率土壤容重土壤抗剪强度坡耕地紫色土紫色土坡耕地是我国西南地区重要的农业资源，同时也是长江流域的重要侵蚀地貌单元和峡库区水土流失的主要策源地。

在气候地形等学报，林金石，庄雅婷，黄炎和，等不同剪切方式下崩岗红土层抗剪特征随水分变化规律农业工程学报，王健，刘旦旦，张鹏辉土壤密度对土壤抗侵蚀性的影响灌溉排水学报，林敬兰，黄炎和，张德斌，等水分对崩岗土体抗剪切特性的影响水土保持学报，张健乐，史东梅，刘义，任予恒，蒲超江土壤容重和含水率对紫色土坡耕地耕层抗剪强度的影响水土保持学报，基金国家自然科学基金项目西南大学科技创新光炯培育项目。

图不同围压下最大主应力差图不同容重条件下最大主应力差由图可知，最大主应力差峰值为，出现在容重为含水率为围压水平下在容重为含水率为，围压条件下，最大主应力差最小，为。

在同容重含水率水平下，耕层土壤的最大主应力差随围压的增加而上升，当容重为含水率为时，围压由紫色土坡耕地耕层抗剪强度受土壤容重和含水率影响分析土壤学论文回归方程为公式回归模型方程的，显著，模型的决定系数为回归模型方程的，显著，模型的决定系数为。

表明组模型的回归方程拟合优度均较好，且对内摩擦角的拟合优度更高，这说明组模型能较好地表示耕层土壤黏聚力内摩擦角与土壤容重和含水率之间的关系，同时通过回归方程生成耕层土壤黏聚力内摩擦角与土壤容重和含水率的响应曲面图图。

响应曲面的陡峭程度反映了因变量黏聚力内摩擦角随自变量容重含水率的变化程度，曲线越陡峭表示其影响越显著。

由图图可知，紫色土坡耕地耕层土壤容重含水率的交互作用对其黏聚力内摩擦角影响显著。

其中，在含水率接近或等于时，黏聚力内摩擦角随容重变化不明显在容重接近或等于，内摩擦角随含水率变化较黏聚力更明显在容重为，黏聚力内摩擦角随含水率变化最明进行野外土样采集，供试土壤选用峡库区代表性紫色土，土壤采自重庆市万州区，当地属于亚热带湿润季风气候，年平均气温‴，年平均降水量。

当地主要土壤类型是由灰棕紫色泥页岩红棕紫色泥岩等发育而成的紫色土，主要种植方式为玉米油菜轮作，年两至熟。

现场采用形布样及混合采集法，各样点取耕层的散土样左右，混匀，带回试验室风干处理用于抗剪强度及颗粒组成测定同时各点采个铝盒样个环刀样，用于测定土壤自然含水率容重和总孔隙。

于年月进行室内试验，年月进行数据分析，测得土壤自然含水率，容重，总孔隙，砂粒含量，粉粒含量，黏粒含量。

图不同围压下最大主应力差图不同容重条件下最大主应力差由图可知，最大主应力差峰值为，出现在容重为含水验在原理上优于直剪试验，但操作相对困难，