近日，西安交通大学黄土力学与灾害防治研究团队许领教授、硕士生马梦媛、兰天刚、王逸翔、陆世锋副教授等在《Engineering Geology》期刊上发表了题为 “Exploring soil water retention hysteresis in the entire suction range and microstructure evolution of loess: The influence of sediment depths” 的研究论文，结合宏微观试验分析了不同沉积深度对黄土持水行为及滞回特性的影响机理。

01 背景介绍

        野外条件下的黄土在不同沉积深度下会经历不同的应力历史和水力历史，而不同的应力、水力历史会导致土体持水性质及滞回特性的差异。本研究选取沉积深度分别为5m、15m以及30m的原状黄土进行了全吸力范围内（1-367.5MPa）的持水曲线实验，并分析了高低吸力下黄土呈现不同滞回特性的机理，还通过扫描电子显微镜实验（SEM）及压汞实验（MIP）体现了土体微观结构的变化。此外还利用四个常用的持水模型来模拟全吸力范围内土体的干燥、湿润曲线，通过详细的模拟结果分析了各模型拟合效果。该研究为黄土持水滞后特性动态演变及相关的微观结构的研究提供了支撑。

02 文章亮点

（1）全吸力范围内土体饱和度随沉积深度的增加而增加明显，体积含水量随沉积深度的增加而减小明显，土体在干燥过程中收缩明显且呈现不同屈服吸力；

(a) 饱和度-吸力（考虑体积变化）	(b) 饱和度-吸力（未考虑体积变化）
(c) 体积含水量-吸力	(d) 孔隙比-吸力

图1 干湿循环下被测土体的持水行为

（2）土体滞回特性反映了土体原位的水力状态，且低吸力范围内的滞回特性由毛细作用主导，高吸力范围内的滞回特性由吸附作用主导；

(a) 滞回度概念	(b) 试验土体滞回度变化
图2 土体滞回特性

（3）干湿循环之后压汞实验测得的土体孔隙增加，增加的部分为主孔隙群尺寸的孔隙及其附近的孔隙。

图3 干湿循环前后土体累计进汞曲线

03 作者信息和引用格式

论文引用格式:

Ling Xu, Meng-Yuan Ma, Tian-Gang Lan, Yi-Xiang Wang, Shi-Feng Lu,

Exploring soil water retention hysteresis in the entire suction range and microstructure evolution of loess: The influence of sediment depths, Engineering Geology, Volume 328, 2024, 107373, ISSN 0013-7952, https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2023.107373.

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2023.107373.