近年来,由于城镇化的速度在加快,延安市政府为了突破原始沟谷狭小不利地形的束缚,决定通过“削山、填沟、造地、建城”等办法对城市进行扩建。在城市的扩建过程中,削山、填沟、造地等工程均会破坏区域原始地形地貌和水文地质条件,会改变土体原有的原始应力状态及地表与地下水的径流渗流路径等。另外,延安市自身春季干燥少雨、夏季炎热多雨的气候特点,也将原有土体和压实场地处于增湿减湿循环等的不利条件之中,导致土体自身的工程力学性质发生较大的变化。如果在实际工程的施工建设中,对此不加以重视,极易引发相关工程事故,造成经济损失和不良影响。因此,研究干湿循环作用下压实黄土的渗透性和强度特性有重要的工程意义和现实价值。为研究干湿循环作用下压实黄土的渗透性和强度特性,本文以延安压实黄土为研究对象,基于自主研发设计的土柱增减湿循环试验装置,采用电镜扫描试验、核磁共振试验和直接剪切试验等技术手段,研究了压实黄土在干湿循环作用下的微观结构特性、宏观裂纹特性、渗透特性、土水特征曲线和剪切特性,并通过微观结构与裂纹发展情况对宏观试验现象做出了相应的解释,主要研究内容与成果如下:(1)通过干湿循环作用下不同干密度压实黄土的电镜扫描试验和核磁共振试验发现:随着干密度的增加,试样土体颗粒接触更加紧密,面面接触的连接方式增加,架空结构逐渐被镶嵌结构所替代;随着干湿循环次数的增加,大粒径颗粒数量减少,中粒径颗粒数量基本维持不变,小粒径颗粒数量增加,同时微孔隙基本消失,小孔隙部分减少,中型孔隙明显增多,大孔隙数量增加,干湿循环后整体孔隙体积增大。(2)基于自主研发的增减湿循环装置,对干湿循环作用下压实黄土宏观裂纹特性和渗透性进行了研究,结果表明:不同密度压实黄土表面初始裂纹位置均出现在试样表面靠近中心点的三分之一范围内;干密度越大,初始裂纹出现时的基质吸力越大,相应的含水率越小,但裂纹总数量却减少。相同密度下干湿循环次数对土体初始裂纹出现时的含水率与基质吸力影响不大,但初次裂纹出现时土体收缩量随增减湿次数增加而逐渐增加;饱和渗透速率随着干密度的增加而降低,而随着干湿循环次数增加,同一密度土体表面裂纹增多,土体内部孔隙体积增大,饱和渗透率快速增大。(3)对干湿循环过程不同干密度压实黄土的土水特征曲线测试分析发现,第一次干湿循环对土水特征曲线的形状影响最为剧烈,干密度越大土水特征曲线斜率越大;土体减湿过程中的SWCC曲线总是低于增湿过程中的SWCC曲线,表现出明显的滞回特性;FX模型与实测土水特征曲线拟合效果最好,残余含水率随着干密度的增加而增大,随着干湿循环次数的增加而减小。(4)对静压、分层压实和室内标准击实三种制样方式的压实黄土进行了干湿循环下的直接剪切试验,结果表明:制样方式对压实黄土的强度影响较大,分层压实和室内击实的试样抗剪强度比静压制出的同密度试样的抗剪强度大,更接近现场压实黄土的抗剪强度参数;干湿循环作用对不同干密度压实黄土的抗剪强度影响很大,粘聚力随循环次数增加显著降低,但干密度的增加能有效减弱干湿循环对剪切强度的影响;压实黄土在增湿、减湿过程的基质吸力与抗剪强度呈近似线性关系,增湿过程中抗剪强度要高于减湿过程,这是由于减湿过程中土体开裂和颗粒连接弱化引起的。