黄土特殊的物质和结构组成决定了其具有渗透性、湿陷性,复杂的湿陷机理进而决定了其特殊的工程特性,湿陷性黄土浸水后结构破坏发生显著变形,引发的湿陷灾害一直困扰我国黄土地区工程建设和安全运营,严重威胁人民生命财产安全,制约工程建设及经济发展。因此本文基于“黄土高填方在高压、浸水和强夯作用下诱发地质灾害机理及其演化模式研究”国家自然科学基金现有研究进展,以延安黄土为研究对象,通过室内试验、微观结构分析、XRF成分测试对湿陷性黄土在力与水共同作用下的湿陷变形机理进行揭示,在损伤力学理论和微结构突变理论的基础上,建立了引入微观因素的黄土湿陷模型,为黄土湿陷特性研究提供了科学的理论支撑和研究思路。具体研究内容如下:首先开展了宏观尺度湿陷特性分析,探究黄土在不同含水率、不同压力、不同压实度下的湿陷特性,通过黄土的应力-增湿变形曲面得到黄土湿陷系数同竖向应力和含水率的关系;其次进行了微观尺度湿陷特性分析,包括不同试验条件下土样的二维和三维微结构分析,从黄土结构单元特征、颗粒联结特征、孔隙特征三方面对试验过程中的微结构变化进行探究。二维和三维结果综合表明,影响黄土湿陷的微观因素包括压力导致大中孔隙的坍塌、水分导致颗粒间点接触的消失、颗粒长轴的垂直分布和孔隙的无序分布所提供的亚稳定结构,表明微观尺度上的架空、贯通孔隙对黄土湿陷变形具有一定的贡献。最后整合宏观和微观结论,构建基于微观尺度的黄土湿陷模型,将黄土湿陷过程中的损伤演化分为“初始损伤-损伤状态-完全损伤”三阶段,湿陷变形中的土体状态为未损伤土体和损伤土体两种,宏观上选取孔隙比、微观上选取三维体孔隙率为损伤变量,最终建立引入微观参数的黄土湿陷应力应变关系式。