黄土是以粉粒为主，具有松散结构的第四纪风成沉积物。我国黄土以其完整性，高发育度以及连续分布性成为全球黄土的典型代表。黄土的遇水湿陷性使得黄土作为一种特殊土而备受关注。近年来，我国黄土高原地区涌现了一大批黄土高填方工程。长期的工后沉降，不均匀沉降，高边坡稳定性等问题是这类工程关注的重点。而这些问题与复杂自然环境下非饱和压实黄土的变形密切相关。因此，研究压实黄土水力耦合作用下的变形是解决此类工程问题的根本任务。而土的宏观变形是其细观结构变化的外在表现，对于土体细观结构的研究可以更进一步揭示其宏观行为机理。基于此，本文以西安压实黄土为研究对象，采用国内外先进研究设备，开展大量的压实黄土常含水率一维及等向压缩，吸力控制及渗气试验，结合压汞法（MIP）和扫描电镜(SEM)等细观试验技术，对其在复杂水力耦合作用下的压缩，湿陷及渗气等宏观规律及细观结构特性进行分析，并将试验成果应用于高填方增湿沉降预测中，具体开展了如下创新性研究：
　　(1)改进一维固结仪和应力路径三轴仪，基于工程现场主要水、力环境，开展了系统的压实黄土常含水率一维及等向压缩试验。对不同初始结构，荷载水平，应力路径下压实黄土的压缩、湿陷及刚度的变化规律进行分析。结合MIP及SEM细观试验，得到压实黄土初始细观结构及其在压缩及增湿作用下的演变过程。从宏观和细观双层面揭示压实黄土的压缩变形、增湿变形及次固结变形细观机理，初步建立了压缩过程中压实黄土宏观变形与细观孔隙结构之间的量化关系。
　　(2)采用轴平移技术，开展吸力控制下压实黄土的压缩试验和干湿循环试验。得到常吸力下压实黄土的压缩特性、次固结特性以及干湿循环荷载下的变形特性。在试验成果基础上，进一步得到非饱和黄土在复杂水力环境下屈服硬化过程。
　　(3)以某黄土高填方工程为背景，结合Seep/w渗流水分场分析，将不同应力水平下的增湿试验成果应用于黄土高填方增湿沉降计算中，对地下水抬升和地表降雨工况下高填方增湿沉降进行预测，有效的指导了工程施工质量控制及检测。
　　(4)采用改进应力路径三轴仪，结合MIP和SEM等细观试验技术，开展系统的压实黄土渗气试验。对压实黄土在不同初始状态，增减湿路径及等应力比压缩路径上的宏观渗透性及细观结构演化进行分析。提出压实黄土的“细观结构参数PSP”,并建立了细观结构与宏观渗气系数关系模型，为理解非饱和压实黄土水气迁移规律提供细观理论依据。