态、水一土化学作用、受力历史及变形过程，还有非饱和土的边界条件等。受力历史及变形过程不仅直接影响土的结构，而且影响它的含水状态。例如，应力历史直接决定着液体在固体上的接触角是推进角还是撤退角。在小变形范围，非饱和土的微结构的变化将通过含水状态影响结构凝聚力和基质吸力。在大变形情形，变形导致的微结构变化还会影响有效凝聚力。组成广义吸力的两部分，基质吸力和结构凝聚力，在饱和度变化的过程中，两者的变化趋势是不同的。前者大体上是可逆的;后者丧失后不能恢复，与应力路径有很大的相关性。下面分别研究基质吸力的折减丧失和结构凝聚力的路径丧失对土体剪切强度的影响。
（1） 基质吸力的折减丧失
非饱和土的剪切强度与土水特征曲线存在着密切关系。典型非饱和土的土水特征曲线可以分为三个阶段:(1)边界效应阶段;(2)转化阶段;(3)残余阶段。在边界效应阶段，土体的孔隙中完全充满水(图2-6 )，土颗粒接触点处的水膜是连续的。在这个阶段只需有一个应力状态变量，即有饱和土的有效应力。??uw就可以描述土体的力学特性。边界效应阶段的基质吸力有一个界限，即非饱和土的进气值(ua?uw)b，当基质吸力达到进气值(ua?uw)b时，气泡进入最大的孔隙中。在转化阶段，基质吸力大于进气值(ua?uw)b，土体的含水量随着基质吸力的增大而迅速减小(图2-7)。在此阶段，土颗粒接触点处的水膜是连续的，而孔隙气以分散的气泡形式包围在孔隙水中。进入残余阶段之后，孔隙气处于连通阶段，这时孔隙水仅残存在小孔隙中(图2-8)，含水量的微小变化，将会产生较大的孔隙水压力的降低。
图2-6边界效应阶段强度与基质吸力包络线非
非饱和土强度与土水特征曲线的关系如图2-6所示，在边界效应阶段，土体基本处于饱和或准饱和状态，孔隙水的面积不变，在平面??us上强度包络线是一条直线。当基质吸力大于进气值时，孔隙气进入土体孔隙中，孔隙水面积随着基质吸力的增大而减小，强度包络线的倾角逐渐减小(图2-7 )。基质吸力超过残余吸力后强度包络线的倾角不再变化，达到一个定值，即残余吸力内摩擦角。可见，基质吸力的增大对强度产生的作用的增幅不是线性变化，强度随基质吸力增长的幅度不断减小，也就是说强度包线的倾角逐渐减小，甚至变成负的(图2-8 )。产生这种结果的原因主要是由于基质吸力的增大与基质吸力作用面积缩小之间的一个动态变化的过程造成的。因此，剪切强度与基质吸力之间的关系应该是与孔隙水的作用面积，也就是饱和度紧密相关的。
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图2-7 转化阶段强度与基质吸力包络线
图2-8 残余阶段强度与基质吸力包络线
这一点也正好印证了，实测基质吸力往往随着含水量的降低而趋向很大的值，而土体的强度和模量却不可能会增加到非常大的水平。这就是说在饱和度减小的过程中，基质吸力并没有完全转化成土体的强度，而是只有其中一部分有效地增加了土体的强度和变形模量。这一部分有效增加土体强度的力称之为折减吸力。
通过弯液面与土颗粒搭接而发挥作用的，必须同时考虑基质吸力的面积效应和张力作用，才能更好的完善非饱和土的强度理论。在整个广义吸力变化的过程中，吸力作用的摩擦角保持不变，与饱和土的有效内摩擦角一致，变化的只是土体颗粒接触面上的正应力。土粒间的作用力可以表述作用应力与作用面积的乘积：
Fs?usAu （2-21）
随着基质吸力us的增大，土体饱和度Sr减小，这必然引起土粒接触点处孔隙水作用面
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积Au减小。us从零到最大值之间变化，Sr从1到0之间变化；也就是说，土粒间的作用力存在一个极大值。Sr=0的时候并不是土体强度的最大值。也就是说，折减吸力在土体饱和或饱和度为零两种状态条件下，其对土体强度的贡献都为零。这可以简化解释出现强度折减的原因。
在实际的测定土体折减吸力的过程中可以从测定非饱和扰动土的变形模量着手，采用扰动土，充分去掉其粒间的胶结力，相应的广义吸力也就是折减吸力。这一办法可以回避比较复杂的吸力量测问题。
（2） 结构凝聚力的路径丧失
对于不考虑有效凝聚力的砂性土而言，其有效凝聚力为零，通过非饱和砂土的Mohr破坏包线在强度纵坐标的截距可以看出(图2-9)，土体是有凝聚力的，这个凝聚力就应该是广义吸力的结构凝聚力。根据三轴剪切试验，分别得到不同基质吸力时的结构凝聚力，并将两者的对应关系绘于图2-10。可以看出，随着基质吸力增大、也就是土体含水量的减小，结构凝聚力不断增加。根据图2-9中的破坏包线相互平行，也可以说明不同基质吸力土体的内摩擦角保持常数，??37o 。
图2-9 砂性土Mohr-Coulomb破坏包络线
通过砂性土和粘性土两组的试验曲线可以看出，非饱和土的总凝聚力很明显是由两部分组成的，有效凝聚力在整个含水量的变化过程中保持不变，变化的只是土体中结构凝聚力的部分。图2-13是非饱和土体的总凝聚力与结构凝聚力随基质吸力的关系曲线。可以看出随着基质吸力增加，总凝聚力与结构凝聚力不断增大，两者变化曲线始终保持平行。总凝聚力等于有效凝聚力与结构凝聚力之和，这就说明了土体的有效凝聚力在基质吸力变化过程中保持不变。
另外，不同饱和度的试样中，土样的Mohr包线与饱和土的Mohr包线平行的，说明非饱和土体的内摩擦角在饱和度变化的过程中在保持不变，其大小与饱和土的内 摩擦角相等。这也验证了前面理论的正确性。
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图2-10结构凝聚力与基质吸力的关系
图2-11直剪试验破坏包线
图2-12结构凝聚力与饱和度的对应关系
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图2-13 总凝聚力和结构凝聚力与基质吸力的对应关系
图2-14剪切强度的湿化路径(砂性土)
非饱和土广义吸力的丧失过程，如果含水量是单调增加的，则结构凝聚力逐渐丧失而不可恢复，当达到饱和含水量的时候，结构凝聚力对土体强度的贡献达到最小，等于零。如果含水量是单调减小，结构凝聚力保持不变或不断，一直到饱和度为零的时候，结构凝聚力对强度的贡献达到最大值。因此可以看出通过吸湿和脱湿两条路径达到同一含水状态时，对于土体的强度往往是不尽相同的，如图2-14和图2-15所示。对于砂性土基质吸力从某一初始状态，单调增加的时候，结构性凝聚力略有增加，
但是最终的强度与初始强度相等，见图2-14。对于粘性土基质吸力从某一初始状态，单调增加的时候，结构性凝聚力会明显增加，但是最终的强度会比初始强度高出很多，即:△Cc，见图2-15。
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