土的动力特性包括土的动强度特性和动变形特性,是土动力学的基础。振动扭剪三轴仪是能够模拟复杂初始应力和循环剪切荷载条件的先进土工设备。因此,开发先进的振动扭剪仪,利用它正确地揭示土的动力特性具有重要的理论和实际意义。本文在前人对黄土动力学特性及测试手段研究的基础上,一方面继续开发调试西安理工大学研制的电液伺服压、扭耦合振动三轴仪,另一方面利用黄土的振动扭剪试验来研究复杂应力条件下固原黄土的动强度、动力损伤变形特性及本构关系,深化黄土动力学特性的认识。在试验仪器方面,通过对目前国内外扭剪仪研究现状的介绍和对比分析,介绍了目前圆筒状试样扭剪仪主机结构及振动驱动器的特点,并阐述了西安理工大学研制的电液伺服压、扭耦合振动试验仪的设计原理。新型压、扭耦合振动试验仪的压扭传力机构具有减小压扭耦合相互影响的优势。在试验仪调试过程中,改进了已有的测力装置连接机构,改善了系统摩擦对测试精度的影响;改进了设计过程中主机结构的缺陷,加工制作了相应的配件。并自主开发了与试验仪相配套的自动控制程序。在试验研究方面,利用循环扭剪试验进行了复杂应力状态下Q₃黄土的动力特性测试,研究了黄土的基本动力学特性,分析了在三维应力空间内π平面上的强度变化特征,揭示了残余变形与损伤之间的关系。试验结果表明,循环扭剪试验条件下,黄土的应力应变骨干曲线呈软化型,反映了结构性变化对动变形特性的影响;黄土的动强度曲线与初始固结条件和黄土的结构性有密切的关系,静、动应力条件下不同,循环扭剪作用的应力路径不同,随着振次的增加,黄土的累积动力损伤不同,表现出不同的动强度;依据一定破坏振次条件下固结应力叠加动强度的分析,不同p～q平面内黄土的强度包线呈线性变化,且强度包线的截距近似趋近于零;π平面上不同洛德参数的动强度位于广义米塞斯破坏面和SMP破坏面之间变化特征;基于动力累积耗能的损伤比变化分析,揭示了黄土的动模量、阻尼比和残余变形模量随损伤比的变化规律。