宽级配土广泛分布于泥石流源区和山区斜坡中，其抗剪强度（粘聚力c和内摩擦角φ）直接影响边坡失稳和泥石流等地貌过程。已有大量研究尝试建立抗剪强度参数与颗粒级配（GSD）之间的经验联系，但常用的　D₅₀、C_u、C_c等指标多为单点或局部描述，难以统一表征宽级配土细颗粒与粗颗粒共同作用下的强度变化规律。

针对上述问题，中国科学院成都山地所郭晓军研究员团队创新性地引入了统一颗粒级配（UGSD）函数，并利用函数中的两个关键参数（细颗粒含量的参数μ和代表粗颗粒含量的参数D_c），建立了与抗剪强度参数之间可解释的函数关系。通过在不同初始含水率条件下，对天然重塑宽级配土开展直剪试验，研究取得了以下发现。c与μ呈显著的非单调关系（c＝kμexp（−μ／μ_c）），其中μ_c表示使得粘聚力达到最大的临界μ。当μ＜μ_c，细粒逐渐填充粗骨架孔隙，增加接触点并强化胶结，粘聚力呈近似线性增长；当μ＝μ_c细粒填满孔隙形成密实结构，粘聚力达到峰值；当μ＞μ_c，过量细粒破坏了土体原有骨架结构导致土体强度衰减，粘聚力降低。

内摩擦角φ随D_c呈单调递增趋势（φ＝a（D_c／D_max）ⁿ）。D_c增大反映粗颗粒含量和粗颗粒骨架效应增强，颗粒间咬合、嵌挤和摩擦阻力随之提高，从而提升内摩擦角；当含水率升高时，水的润滑作用会削弱颗粒间摩擦，使粗颗粒对φ的增强效应减弱。进一步提出无量纲模型：c̃＝μ̃exp（−μ̃）与φ̃＝D̃_c，使得不同含水率下的离散数据收敛于统一的标准曲线上；并在人工降雨边坡试验中验证了粗粒与细粒主导区域截然不同的破坏模式。

该研究获得了国家自然科学基金（42322703）的资助，成果发表在Engineering　Geology（第367卷，108734号）期刊上，程建毅为论文第一作者。

链接

归一化抗剪强度理论模型与微观骨架演变机制

降雨诱发边坡级配异质性与差异化失稳模式对比