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黄土作为典型的非饱和结构性土,兼具了结构性与非饱和特性。结构性是土体力学性质的主导因素,非饱和特性则是影响黄土力学性质的重要因素,二者之间联系密切。黄土非饱和特性的改变使其力学性质变得更为复杂,因此有必要对黄土结构性与非饱和特性的关系进行研究,进而揭示结构性与非饱和特性的作用机制。当前,土体结构性研究的重点是结构性的定量化表征,结构性定量化研究在发展量化指标的同时,也应从力学角度分析结构性的形成因素,以明确结构性力学效应的作用机理。土体非饱和特性可由基质吸力、土-水特征曲线等表征,基质吸力作为力学量,体现了非饱和特性的力学效应,基质吸力的降低是黄土结构性减弱并发生湿陷的主要原因之一;土-水特征曲线反映了土体的持水性,是土体非饱和特性的综合体现,相同基质吸力作用时,非饱和特性不同的黄土含水率不同,含水率的差异促使黄土中胶结作用产生不同程度的强化或弱化,进而改变结构性。因此,探究土体非饱和特性（基质吸力、土-水特征曲线等）与其结构性定量化指标之间的相关性,揭示黄土结构性与非饱和特性的作用机制,将对解决黄土分布区工程安全及地质灾害问题具有重要意义。本文以陕西省铜川地区的黄土为研究对象,对定量描述黄土结构性的参数（应力比结构势）以及结构性力（连结作用力、排列作用力）进行了定义,并以基质吸力和土-水特征曲线表征黄土的非饱和特性,进行了黄土结构性与非饱和特性关系的研究。探究了基质吸力改变时,黄土应力比结构势及结构性力的变化规律;通过人工制备结构性黄土的方法制备结构性及非饱和特性均不同的试样,进行了应力比结构势与土-水特征曲线模型参数关系研究,建立了应力比结构势与土-水特征曲线模型参数的函数关系;最后结合CT扫描及PFC3D模拟分析黄土受力条件下结构性的演化过程。主要研究成果如下:基于土体三轴剪切试验建立定量描述土体结构性的参数——应力比结构势,并通过不同含水率原状黄土的三轴剪切试验对应力比结构势的合理性进行验证。应力比结构势的值在[0,1)范围内,其值越趋近于1,表明土体结构性越强,对于结构性极弱的土体,其应力比结构势为0。不同含水率原状黄土的三轴剪切试验表明,应力比结构势能够有效地评价土体结构性。对原状、重塑黄土进行控制基质吸力的三轴剪切及拉伸试验,得到不同基质吸力作用下黄土的应力比结构势及结构性力,探究基质吸力对黄土结构性的影响。在测试吸力范围内（0-450 kPa）,总体上应力比结构势随基质吸力的增大呈增大趋势,土体结构性不断增强;低吸力（0-25 kPa）及高吸力（400-450 kPa）范围内结构性变化不大,中间吸力范围内,应力比结构势与基质吸力呈近似线性的正相关。基质吸力增大的过程中,连结作用力不断增大,但其增速逐渐变缓,增速的变化大致分为三个阶段,临界基质吸力约为50 kPa和350 kPa;排列作用力随基质吸力的变化规律与连结作用力相似,但数值上明显小于连结作用力。开展人工制备结构性黄土的研究,并从物质组成,微观结构及力学性质等方面对比人工制备黄土与原状黄土性质的差异,证明了该制样方法的可靠性。人工制备黄土中的CaCO3包括立方体形、纺锤形及包裹于颗粒表面的薄膜形三种,在大部分土粒接触处均存在,分布较广,具有较强的胶结作用。人工制备黄土的抗剪强度远高于原状黄土和重塑黄土。低密度的人工制备黄土具有湿陷性,密度较高时不具有湿陷性,与原状黄土密度相同的人工制备黄土湿陷性弱于原状黄土。以人工制备黄土为研究对象,分析土-水特征曲线模型参数改变时结构性的变化规律。选用van Genuehten（VG）模型对不同密度人工制备黄土的土-水特征曲线进行拟合,结果表明模型中的参数a和残余含水率（?r）与人工制备黄土的应力比结构势呈较强的相关性。以参数a和?r为自变量,应力比结构势为因变量通过多元非线性拟合建立函数关系,并以原状黄土试验数据对该函数关系进行验证,可靠性较高。该函数的参数敏感性分析结果表明,参数a的灵敏度及交互作用均强于?r。通过工业CT对三轴剪切试验中不同受力阶段的人工制备黄土试样进行无损检测,并对不同密度人工制备黄土的三轴剪切试验进行PFC3D模拟,以CT检测结果对数值模拟的可靠性进行验证,分析受力过程中结构性的演化过程。CT扫描表明,加载至100 kPa时,试样结构未发生破坏,200 kPa时结构损伤明显,250 kPa时出现连通的裂缝。PFC3D模拟结果表明,剪切带在应力达到峰值强度附近时形成;弹性变形初期连结作用未发生破坏,弹性变形的中后期迅速发挥,峰值强度时,颗粒间大部分连结作用已发挥;受力初期,力链较为密集,排列作用均匀分布,峰值强度前的塑性变形阶段,强力链增多并形成稳定的受力结构,较强的排列作用集中于强力链分布区,峰值强度以后力链逐渐破坏,排列作用减弱。