黄土潜蚀是黄土地区水土流失的重要原因,同时潜蚀作用形成的黄土暗穴是黄土地区主要工程地质问题之一。随着西部建设的日益推进,它对工程建设的危害表现得越来越显著。因此弄清潜蚀的作用机理,建立潜蚀的定量化评价,以便做好防治工作势在必行。本文结合项目“黄土潜蚀对西气东输管道工程的影响”对黄土潜蚀的作用机理进行了理论研究和试验,首次对黄土潜蚀的定量化研究作了尝试。黄土洞穴是黄土潜蚀作用的表现形式,本文在前人关于黄土洞穴形成机制研究的基础上,结合前人对黄土土性和结构特征的研究,分析总结了黄土潜蚀的作用机制及各个影响因素。在此基础上,提出了黄土潜蚀定量化研究的两个指标:潜蚀模量和潜蚀比。在研究黄土潜蚀作用机理的基础上,通过对西气东输管道工程陕西子长段沿线的野外现场调查,结合陕西子长县新寨河村附近斜坡的踏勘和勘查,提出了潜蚀作用对西气东输管道工程可能存在的两大类影响方式:管道暴露和管道架空,其中管道架空还可以分为下伏洞穴架空、垂直洞穴架空和流土架空三类。针对黄土潜蚀的定量化评价指标,结合潜蚀作用对西气东输管道的影响方式,提出了黄土潜蚀的试验思路,根据试验需要,设计并制作了潜蚀试验装置,协助制作了模型试验装置。在获得所取土样的基本物理力学指标后,本文应用南-55渗透仪改装后的潜蚀试验装置,对在水土流失极强区陕西子长县新寨村所取的黄土进行了潜蚀试验。通过潜蚀试验获得以下成果:1)获得含密闭裂隙的原状黄土样和不同含水量的重塑黄土样在潜蚀贯通前渗透系数的变化过程,其中原状黄土在潜蚀贯通前渗透系数随渗透压力的增加均存在增大额趋势,但是水平向原状黄土在渗透系数达到峰值后就开始降低,与垂向原状黄土潜蚀贯通过程中渗透系数变化趋势不同。重塑黄土潜蚀贯通前的渗透系数变化趋势随含水量的不同表现出三种不同方式:一种是随渗透压力的增加而增大,一种是随渗透压力的增加变化不大,最后一种是随渗透压力的增加而降低。2)测得原状土样和不同含水量重塑土样产生潜蚀贯通的临界渗透压力。发现原状土的潜蚀贯通临界渗透压力主要受土样裂隙的控制。重塑土样的干密度和结构共同控制着土样潜蚀贯通临界渗透压力。3)潜蚀过程中不同时间段内黄土的潜蚀特征有所不同,在水流进入洞穴的一段时间黄土的潜蚀量最大,随着时间的推移不断减小,直到达到稳定值。4)获得不同试验土样在不同进水流量下的潜蚀比,并建立了原状黄土和重塑黄土潜蚀比与进水流量的关系式。所得原状黄土潜蚀比与不同进水流量的关系式与作者在野外现场潜蚀试验所获得的黄土潜蚀比与不同进水流量关系式相似,均成指数关系式。重塑土的潜蚀比与进水流量间存在着多项式关系。最后,应用自制的模型试验装置,对黄土潜蚀作用对西气东输管道工程影响方式中管道附近垂直方向上存在洞穴情况下的管道架空进行了模型试验,得出了该种情况下潜蚀作用对管道的影响过程,以及管道架空长度随时间和不同进水流量下的发展趋势。本文通过对现有资料的总结分析,结合野外现场试验和室内试验对黄土潜蚀的作用机理进行了研究。并首次对黄土潜蚀的定量化研究作了尝试,为黄土潜蚀研究从定性研究到定量化研究起到了一定的推动作用。