吕梁地区砂岩气储量丰富,是未来中西部地区的重要能源供给地。气井站场地后续投入运营的年限较长,场地稳定性对保证气井站正常投产及运维具有重要影响。吕梁地区气井站的场地稳定性与本地区土体的细观非饱和性、黄土特殊的湿陷性及挖填方形成的边坡的稳定性密不可分。本文主要对吕梁湿陷性黄土地区致密砂岩气井站的场地稳定性进行研究。本文通过压汞仪与纳米孔隙测定仪测出黄土的孔径分布曲线,推导得出场地黄土的土水特征曲线及非饱和抗剪强度。将浸水湿陷前后得出的曲线进行分形拟合,给出求解一次浸水湿陷后黄土土水特征曲线的方法和公式。将非饱和微观分析得出的浸水湿陷前后黄土孔隙分布曲线、土水特征曲线及非饱和抗剪强度曲线进行比较,据此对影响场地稳定性的黄土湿陷机理进行解释。利用试验测定场地原状黄土的基本物理性质与湿陷系数指标,通过因子分析给出利用孔隙比、饱和度和含水率快速评估湿陷系数的多元回归方程式,对场地黄土的湿陷性机理与评估进行深入分析。针对场地黄土挖填方产生的边坡,利用数值软件求解边坡的稳定性系数,分析坡型、土体参数、降雨与渗流耦合对边坡稳定性的影响,给出利用坡比与含水率快速评估原状黄土边坡稳定性的多元回归方程式。制备不同压实度、含水率及湿陷系数的重塑土样,求解本区域场地重塑黄土边坡稳定性系数与影响因素之间的表达式。研究结果表明:1)浸水湿陷后的黄土与原状黄土相比,微观非饱和结构、孔隙分布、土水特征曲线及非饱和强度曲线都发生了变化。浸水消除湿陷性后的黄土在同一基质吸力下,非饱和抗剪强度更大。随着浸水时间增加,土体内部小孔隙增多,平均孔径随时间减小。根据浸水前后孔隙的变化,给出求解一次浸水湿陷后黄土土水特征曲线的计算方法。与常用的直接或间接测定黄土土水特征的方法相比,该方法更加简约,预测结果与实测值吻合较好。2)考虑浸水湿陷前后黄土的微观变化,分析得出场地黄土湿陷时强度骤降的主要原因为浸水导致的毛细管吸力失效,在吸力失效后,随着浸水时间增加,团聚体黏土颗粒内部的支撑消失,黄土中易溶的化学胶结如氧化钙和有机质等也随浸水时间增加发生溶解。运用因子分析法,消除黄土各物性指标之间的相关性,并根据其累积方差贡献率,给出了利用孔隙比、饱和度和含水率快速评估宏观场地湿陷系数的多元回归方程式,拟合结果与实测数据较为接近。3)考虑黄土的区域差异性,将本项目场地实测数据代入并建立边坡模型,给出了利用坡比与含水率快速评估原状场地黄土边坡稳定性的多元回归方程式。通过试验制样得出了多组湿陷系数、压实度及含水率数据,拟合出了各影响因子与场地重塑黄土边坡稳定性系数的表达式。4)将场地土体土水特征曲线数据与全年降雨数据代入模型进行渗流与边坡稳定性的耦合分析,得出了降雨强度与降雨时长对边坡稳定性的影响度。在降雨总量相同时,小降雨强度持续降雨情况对黄土边坡的影响大于高强度暴雨。利用同一模型耦合分析得出土水特征曲线公式中参数a值与n值对边坡稳定系数的影响。本文的研究基于微观与宏观角度,利用试验对比、理论推导与模拟求解,为黄土的非饱和土水特性变化与成因提供了理论与实证依据,并据此深入分析了存在明显区域特性的本场地黄土的湿陷机理与湿陷评估方法;研究得出了场地非饱和特性及湿陷特性对挖填方边坡的影响,为理论求解边坡稳定性系数提供了新的方法。