黄土是一种具有独特水敏感性和湿陷性的特殊土,若在未经处理直接裸露的黄土上进行工民建设活动,一旦发生遇水入侵,容易引起湿陷与降低强度,诱发边坡失稳、路面路基塌陷、地基不均匀沉降等工程事故。大量科学研究及实例表明,经过改良处理的黄土地基可以有效解决建筑地基不均匀沉降、变形等工程问题,大幅度提高黄土地基的承载能力和稳定性。由于黄土具有很强的地域性,不同地域的黄土在颗粒组分、微结构等略有不同,造成工程性质上存在着差异性。因此,本文以庆阳地区Q₃马兰黄土及其石灰改良土为研究对象,对其开展较为全面的基本物理性质试验、饱和渗透试验、电镜试验及常规三轴试验,研究其渗透特性及力学特性。本文的主要研究工作及成果如下:（1）对重塑黄土开展较为全面的基本物理性质试验,包括密度试验、含水率试验、比重试验、液塑限试验、颗粒分析试验、击实试验、矿物成分及化学成分分析试验。由试验结果分析可知,本文黄土为级配良好且连续的Q₃马兰黄土,可分类定名为低液限粘土,所含有的主要矿物以石英和长石为主,化学成分以Si O₂、Ca O、Fe₂O₃为主;石灰掺量对黄土击实特性的影响主要表现为:随着石灰掺量的增加,改良黄土的最大干密度d_rmax越来越小,对应的最优含水率w_opt却越来越大;（2）对改良黄土开展不同干密度、不同石灰掺量（0%、3%、6%、9%、15%）的室内变水头渗透试验。试验结果表明:各石灰掺量下改良黄土的饱和渗透系数与干密度呈负指数关系,与孔隙比呈正指数关系,且在半对数坐标中饱和渗透系数与孔隙比呈线性关系,并建立二者之间的指数关系公式;不同石灰掺量下的拟合曲线相互平行,截距与石灰掺量有关。（3）利用SEM（Scanning electron microscope）电镜试验和IPP（Image-Pro Plus6.0）图像分析处理软件定性定量地研究不同石灰掺量和干密度下改良黄土的微观结构特征,从微观角度阐释改良机理,并尝试建立微观结构参数与宏观物理性质之间的联系,发现渗透特性的大小与大中孔隙的数量、面积和面孔隙度成正比,由此可说明大中孔隙决定着黄土的渗透性。此外,孔隙的分形维数与孔隙结构的复杂程度成正比,在一定程度可以反映宏观物理性质。（4）对不同石灰掺量和孔隙比条件下的改良黄土进行无侧限压缩试验,结果表明,石灰掺量和孔隙比均会影响强度,但强度不是由单一因素控制,而是受它们共同耦合作用导致。基于此,本文提出石灰胶结比V_le/V_v概念,即石灰体积与孔隙体积的比值。对不同石灰胶结比下的土样进行常规三轴排水试验,结果表明,尽管石灰掺量与孔隙比均不相同,但石灰胶结比相同的土样,在相同围压下的排水试验中表现出了相似力学行为,其偏应力-轴向应变-体应变曲线和应力-剪胀曲线变化轨迹相似,稳定时曲线接近且达到的强度相近。故石灰胶结比是描述石灰土力学行为的合理参数。（5）基于重塑黄土三轴试验结果分析,发现其应力-应变关系符合修正剑桥模型理论,故采用修正剑桥模型计算重塑黄土的本构关系,并在matlab软件中编写相应的程序代码用于计算模型数值解。研究结果表明:修正剑桥模型优点在于能准确模拟出重塑黄土各向等压加卸载试验中加载阶段的应力-应变关系,固结排水低围压下的偏应力关系、高围压下临界应力状态的偏应力,以及计算出的固结不排水临界应力状态孔压值与试验值较为接近。然而缺点在于不能模拟卸载与再加载阶段形成的滞回圈,也不能计算出回弹过程中产生的塑性变形;不能准确模拟固结不排水剪切过程的孔压曲线和固结排水体变曲线。