研究黄土孔隙的发育特征及其规律,搞清黄土灾变机理、减少水土流失、预防地质灾害及解决相关工程问题对于黄土高原地区的工程建设具有重要的科学和现实意义。本研究以吕梁山区不同地区风积黄土为研究对象,采用野外调查、物理力学试验和微观测试等手段,重点开展了黄土微细观孔隙特征与宏观构度指标关系的研究。取得的主要成果有:(1)研究区黄土的粒度成分和矿物成分测试结果表明:黄土的粒度、石英和长石的相对含量从西北到东南均有减小的趋势,而其粘土矿物含量逐渐增多。并验证了黄土粒度从西北到东南、从砂黄土带到中部粉黄土带逐渐过渡的特征。(2)基于扫描电镜试验结果,发现其孔隙结构参数(平均孔径和面孔隙率)受地区和层位的影响较大,黄土的面孔隙率和孔隙直径越小,黄土的结构性越强,变形能力越弱,从侧面反映出孔隙尺寸特征对黄土孔隙结构重要的控制作用。(3)三维CT扫描试验结果验证了黄土总孔隙体积区域上从北到南、深度上从上至下逐渐减小的规律,并间接揭示了土体随着地域南移和埋深加大其结构性逐渐增强的宏观特征,进一步通过其不同区域黄土强度的探讨,侧面肯定了本研究孔隙分布特征与结构性强弱的对应关系。(4)根据无侧限抗压强度试验结果,概化了饱和土体下呈反“Z”形的应力-应变曲线,提出了“自适应第一突变点”和“被适应第二突变点”的概念;并计算获取了不同地区土体的构度指标,探究了黄土构度指标m_u与基本物性指标之间的关系,其吕梁山东麓黄土比西部晋西黄土的构度指标受土的基本物性指标影响要低。(5)黄土的孔隙结构特征在很大程度上决定了土体结构性的强弱,以土力学理论为基础,搭建了黄土物性指标、孔隙结构参数和构度指标之间的定量评价模型,并基于灰色关联理论确定了形态分维数对构度指标有较大影响;进一步用三维CT图像数据客观验证了其关系表达式的准确性。