传统的黄土湿陷性评价方法主要包括内室试验和现场试验,二者均是在黄土完全饱和的条件下进行的。实际工程中,黄土在含水量增加却未达到饱和状态时已发生了严重的附加变形,称之为增湿变形。近年来,随着黄土高原地区城市周边削山造地工程的加剧,一部分Q₂、Q₁黄土地层出露地表,或变得埋深较浅。而在一些沟谷区,出现了大量的黄土高填方工程。在这些不同地层的原状黄土,或者填方黄土上进行工程建设、修建地基,都会面临到不同程度的增湿变形问题。实际工程中黄土的饱和过程和增湿变形过程发展极快,难以监测,且增湿变形过程中的微观结构变化也难以准确测定,加剧了这一问题的研究难度。对此,本文以兰州市九州台全新世（Q₄）黄土、晚更新世（Q₃）黄土、中更新世（Q₂）上部黄土、中更新世（Q₂）下部黄土和早更新世（Q₁）黄土为研究对象,一方面引入多梯度逐级浸水的方法进行黄土增湿变形试验,从而模拟黄土从初始含水率逐级增湿至饱和的动态变化过程;另一方面针对不同地层原状黄土和重塑黄土进行有关非饱和特性、增湿变形特性和增湿变形机理等的研究。本文主要的研究内容和取得的研究成果包括:1、不同地层原状黄土的基本物理化学性质、微观结构随着地层的由新到老,原状黄土的比重、含水率和塑限基本不变,干密度、液限和塑性指数增大;原状黄土中含量最多的矿物是石英,其次依次是是长石、云母和方解石,还有少量的白云石和绿泥石;原状黄土中含量最多的阳离子是Na⁺,其次依次是Ca²⁺、Mg²⁺和K⁺;含量最多的阴离子是SO₄^2-,其次是Cl^-。当地层由新到老变化时,原状黄土微观结构最明显的变化特征是:矿物碎屑颗粒的菱角变得越不明显,颗粒粒径略有减小;颗粒间的接触方式由点-点接触、点-面接触向面-面接触发展;集合体内孔隙含量变化不大,颗粒间孔隙含量减小甚至接近消失。2、结构性对黄土非饱和特性的影响结构性对黄土土水特征曲线的影响为:当黄土的地层较新（或干密度较低）时,原状黄土与重塑黄土的孔径分布相近,使得结构性对黄土进气值的影响不明显;而原状黄土颗粒间的胶结作用降低了孔隙连通性,使原状黄土的残余含水量略大于重塑黄土。当黄土地层较老（或干密度较大）时,原状黄土颗粒间孔隙的减少使其进气值大于重塑黄土;由于胶结作用对孔隙连通性的影响被削弱,原状黄土和重塑黄土的残余含水量相差不大。结构性对黄土非饱和渗透系数的影响为:当黄土的地层较新（或干密度较小）时,原状黄土颗粒间的胶结物对其水力通道有着明显的阻碍作用,使原状黄土的非饱和渗透系数低于重塑黄土;而当黄土地层较老（或干密度较大）时,黄土颗粒之间接触极为紧密,原状黄土颗粒间的胶结物对其水力通道的阻碍作用不大,使得原状黄土和重塑黄土的非饱和渗透系数很接近。3、结构性对黄土增湿变形特性的影响在水和压力的共同作用下,黄土原有的结构崩溃重组。由于原状黄土的孔隙分布更不均匀,原状黄土的微观结构相比与重塑黄土有更大的调整空间,孔隙比减小得更多,增湿变形量更大。由于结构性的影响,原状黄土的增湿变形临界孔隙比小于重塑黄土,且差值随着竖向压力的增大缓慢增大。即在竖向压力一定时,原状黄土更容易在较低的初始孔隙比条件下发生增湿变形。4、黄土的非饱和增湿变形特性将黄土在一定竖向压力下发生增湿变形所需要达到的饱和度称为临界饱和度。原状黄土的增湿变形临界饱和度随地层越老而越大,随竖向压力增大而减小;重塑黄土的增湿变形临界饱和度随干密度增大而增大,随着竖向压力增大减小。当竖向压力一定时,不同地层原状黄土（或重塑黄土）在增湿变形阶段的孔隙比随着饱和度增大呈唯一的指数函数形式递减。原状黄土（或重塑黄土）增湿变形过程中的孔隙比变化路径与饱和度和竖向压力的大小有关,与黄土试样的地层或初始孔隙比无关。对于原状黄土和重塑黄土,在每一级竖向压力下都存在一个临界孔隙比,只有当黄土的初始孔隙比大于其临界孔隙比时,才会发生增湿变形。原状黄土和重塑黄土增湿变形的临界孔隙比都随竖向压力的增大呈指数函数形式递减。5、黄土增湿变形的微观机制黄土增湿变形过程中,颗粒粒径、集合体内孔隙的孔径和体积不发生变化;而颗粒间孔隙的孔径和体积有减小趋势。黄土的增湿变形主要是由黄土颗粒间孔隙孔径的大小,以及颗粒间孔隙的孔径在水、压力作用下的减小程度所决定的。当重塑黄土内部含有大量集合体内孔隙时,有可能具有较低的干密度,间接证明该重塑黄土有发生增湿变形的可能。