砂土是广泛分布于地球上的颗粒状材料,自然沉积过程中的砂土颗粒受重力影响在空间方向上的排列呈现明显的不同取向,在宏观范围内则表现为具有自然休止角的沙堆,不同的沉积方向会带来砂土的不同沉积角,致使砂土表现出各向异性和离散性的特点。现有的GDS真三轴砂土制样器所制备的砂土试样不能很好地控制砂土不同的沉积角度,存在制得的砂土试样分层厚度不均匀、试样制备操作不方便等缺点。本文基于以上问题,对现有的GDS真三轴砂土制样器进行了改进,制样承膜桶采用PMMA透明材料替代传统金属材料,并加入角度自动调节装置;采用C语言编写了控制程序,通过上位机软件对驱动器和舵机发出指令,借助反馈调节使改进后的制样装置达到试验所需的六种角度;利用GDS真三轴试验仪对改进后的新型砂土制样装置所制备出来的不同沉积角的试样进行渗透饱和试验,验证新型砂土制样装置的可靠性;在上述研究基础上,通过真三轴剪切试验进一步研究不同沉积角的砂土在复杂应力路径下的力学特性。基于上述研究,得出以下结论:(1)新型砂土制样装置在结构上采用PMMA透明材料、角度自动调节装置和注水夹层设计,可实现在试样制备过程中不同沉积角砂土的均匀分层,可制备出0。、15。、30。、45°、60°、75。六种不同沉积角的分层砂土试样;(2)以制样装置为控制对象,舵机内嵌的CPU为控制器,数字舵机为执行器,采用C语言编写控制程序,设计完成制样装置的控制系统,该制样装置与传统装置相比,提高了制备砂土试样不同沉积角的精度和制备效率;(3)新型砂土制样装置应用于砂土渗透饱和试验,结果表明6种沉积角的试样分别呈现6种对应的渗透角度,验证了该装置的可靠性,提高了砂土渗透饱和试验的准确性;(4)新型砂土制样装置应用于真三轴砂土试验,结果表明随着砂土试样沉积角的增大,试样抗剪强度和剪胀性均呈减小的趋势。