随着我国高速铁路的迅猛发展，尤其是近年来黄土高原上隧道的修建，隧道的埋深甚至能达到上百米，而黄土地层中含有许多古土壤地层。近年来对古土壤的研究发现，古土壤是古环境中经过成壤作用形成的土壤，具有和现代土壤相类似的性质，但是古土壤由于地质历史的原因里面植物根系已经较少，部分已经碳化，只剩下一些孔洞；古土壤含有大量亲水性粘土矿物，其具有和膨胀性土体相似的膨胀性能；从地质学上来说，古土壤由于和现代土壤的形成原因相似所以定名为古土壤，但是从工程特性来说，古土壤由于含有大量粘土矿物而表现出一定的膨胀性能，因此古土壤的膨胀性研究对以后黄土高原上的重大基础设施建设具有现实指导意义。
　　本文以早胜地区的古土壤为研究对象，通过对古土壤物理力学性质、矿物化学成分、微观特征，结合膨胀性试验，分析不同影响因素与古土壤膨胀性能的关系，并阐述了多种影响因素对古土壤微观结构的影响从而影响到古土壤的宏观力学现象。本文通过以上研究，取得如下几点研究成果和认识：
　　(1)古土壤和一般土壤一样都含有较多的有机质，动植物遗体在腐烂过程中受到土壤微生物的作用分解成大量黑色腐殖质，腐殖质是有机成分中的重要组成部分。古土壤中的CaCO3经淋滤、沉淀在底部形成大量钙质结核，其中由于古土壤在成土过程中化学风化增强，导致古土壤中的CaCO3淋滤和沉积作用比黄土中强烈，野外取样时也发现古土壤较黄土含有更多的钙质结核。
　　(2)通过无荷载膨胀率和膨胀力试验，古土壤膨胀过程可分为快速膨胀、缓慢膨胀和最终稳定三个阶段。不同初始含水率和不同蒙脱石含量与膨胀率之间存在一定关系，即膨胀率随一定范围内初始含水率的增加而逐渐减小，最终膨胀稳定的时间却随着一定范围内初始含水率的增加而相对增加；随蒙脱石含量的增加膨胀率呈现先增加后减小的趋势，表示蒙脱石含量对古土壤膨胀率的促进作用存在最佳值。