随着黄土高原地区重大基础设施和城市建设快速发展，黄土湿陷问题已成为制约工程安全与可持续发展的重要地质工程难题（图1）。压实法因经济、高效、施工方便，被广泛应用于黄土地基处理工程。然而，压实如何从微观结构和渗流行为层面抑制黄土湿陷的机制仍待探究。针对上述问题，我系地质工程研究团队博士后杨惠构建了“宏观试验—微观结构表征—三维孔隙重构—渗流数值模拟”一体化研究体系。通过室内湿陷试验、扫描电镜（SEM）、X射线显微CT（XRCT）、XRD/XRF成分分析以及三维孔隙网络渗流模拟，系统揭示了压实作用下黄土结构演化及湿陷抑制机理。相关成果发表在岩土工程领域国际权威期刊《Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering》（IF 10.2，位列工程地质类国际期刊期刊榜首）。杨惠博士后为论文第一作者，谢婉丽教授为通讯作者。

图1 （a）中国黄土高原湿陷性黄土分布；以及（b–e）典型工程现场特征：（b）窑洞，反映黄土垂直节理发育特征；（c）由于地基不均匀沉降导致的窑洞拉张裂缝；（d）降雨诱发的黄土边坡表面侵蚀；以及（e）黄土公路边坡潜在滑坡灾害

研究发现，随着压实度提高，黄土湿陷系数显著降低，当压实度达到95%时，湿陷性基本被抑制（图2）。压实作用促进颗粒间接触和胶结增强，大孔隙数量明显减少，孔隙结构由垂向优势通道逐渐向均匀致密结构转变。

图2 不同压实度黄土的湿陷试验结果：（a）湿陷曲线；（b）湿陷系数变化曲线；（c）干燥与饱和条件下孔隙比变化曲线

在此基础上，研究团队建立了黄土压实抑制湿陷的多尺度结构—水力机制模型，阐明了颗粒接触强化、孔隙结构稳定化、孔隙取向调整及渗流路径重构之间的内在联系。研究创新性地将三维孔隙重构与渗流数值模拟相结合（图3），实现了黄土微观结构与水力响应的定量关联分析，为黄土地基处理设计及重大工程建设提供了新的理论依据。

图3 基于微观结构表征的黄土三维孔隙重构与渗流数值模拟一体化研究体系图

绝对渗透率数值模拟验证表明，压实显著增加了渗流路径曲折度，削弱垂向优势渗流通道，降低渗透各向异性，从而有效抑制水分入渗诱发的结构失稳（图4）。

图4 不同条件下黄土渗流路径演化特征：（a）天然原状黄土；（b）95%压实黄土；（c）95%压实湿陷后黄土

研究进一步表明，压实通过促进颗粒接触强化、孔隙网络致密化、渗流路径曲折化及渗透性降低等多尺度结构—水力重组过程，有效抑制黄土湿陷性，实现黄土由亚稳态结构向稳定工程介质的转变（图5），同时，研究指出，在长期浸水、地下水位波动及工程长期服役条件下，压实黄土仍可能产生潜在的二次湿陷风险，需要在工程实践中持续关注。

图5 压实黄土湿陷过程中微观结构演化与二次湿陷空间发育示意图。（e–h）分别为（a–d）中局部结构特征的放大图。

西北大学大陆演化与早期生命全国重点实验室与地质学系为第一单位和通讯单位。该研究依托陕西省特殊岩土动力灾害与防控一带一路联合实验室及西安市黄土动力灾害防控与低碳修复重点实验室共同完成。该研究得到国家自然科学基金（42372320）和陕西省自然科学基础研究计划青年项目（2025JC-YBQN-401）等项目资助。

论文信息及链接：Hui Yang, Wanli Xie, Qiqi Liu, Xinyu Li, Yingying Liu, Multiscale structural–hydraulic mechanism of loess collapse suppression by compaction, Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 2026, ISSN 1674-7755, https://doi.org/10.1016/j.jrmge.2026.02.016.