1.题目：Experimental study on the disintegration characteristics of undisturbed loess under rainfall-induced leaching（降雨浸出作用下未受干扰黄土崩解特性试验研究）2.创新点：
随着土壤接近饱和，黄土容易坍塌，导致严重的地质灾害。然而，对于降雨诱发淋溶作用未受干扰的黄土微观结构如何演化，人们对黄土微观结构的演化过程知之甚少，且缺乏对相应崩解特征的详细评估。在这项研究中，我们对未受干扰的进行了一系列浸出和崩解测试，对于来自中国延安的黄土。利用自主研发的崩解装置对黄土崩解进行了宏观层面的表征，探究了黄土与含水率、温度、盐度等影响因子的关系。在微观尺度上，采用扫描电子显微镜（SEM）技术定性探究了不同淋溶条件下黄土崩解的内在机制。使用Image-Pro Plus（IPP）软件检查了SEM图像中揭示的黄土样品的微观结构特性。基于灰色关联理论，建立了孔隙微观结构参数与颗粒崩解之间的定量关系。结果表明：未受干扰黄土在淋溶作用下的崩解过程可分为浸泡、软化和坍塌3个阶段。研究表明，与未浸出的样品相比，浸出可以促进黄土崩解。在其他条件相似的情况下，黄土崩解率随含水率和盐度的增加而减小，而黄土崩解率随水温的增加而增大。此外，微观结构观察表明，随着淋溶的增加，未受干扰的黄土微观结构由互锁转变为顶部，为黄土崩解创造了有利条件。此外，灰色关联分析表明，未扰动的粒径分布和大孔含量3黄土与黄土崩解率具有令人满意的相关性。总体而言，降雨诱发的淋溶效应通过破坏黄土的内部结构，有利于黄土的崩解。
4.引言：
黄土是指在地质时期的第四纪，广泛分布于世界各地，约占全球陆地面积的10%.中国是世界上黄土分布面积最大的国家，面积约63.1万公里2约占中国领土的6.6%.随着中国西部大开发与城镇化进程的推进，黄土高原正成为日益重要的工农业建设基地。然而，由于黄土结构独特、水敏感性高、区域气候多变性和环境因子多变性等原因，黄土高原地质环境极为脆弱，因此黄土高原地质灾害频发，包括滑坡、泥石流、崩塌、塌洞、侵蚀等。延安市地处典型的丘陵沟壑黄土区，地形制约了当地社会经济发展。随着现代城市发展的需求，当地政府启动了沟壑土地整治工程。延安市沟壑土地整理工程是结合当地地形和地貌条件，利用现代机械设备快速填沟、覆盖土壤的新模式。在此过程中，它合理地将黄土丘陵和沟壑区域转变为适合建设和耕作的土地。然而，该大型工程产生的开挖边坡在降雨浸出后容易发生结构崩解，并可能导致后续危害，如边坡侵蚀、地表裂缝和边坡破坏（图1b、c、d），对网站的长期安全和稳定构成相当大的威胁。虽然在现有文献中，黄土边坡破坏主要是由降雨引起的，但降雨淋出效应对黄土结构演化模式与崩解特征的关系尚未确定，其作用机制尚不明确。
土壤崩解现象是指土壤在水中浸泡后破裂、坍塌和溶解.目前，许多学者对土壤的崩解特性进行了广泛的研究。一般来说，土壤崩解受多种因素的影响，这些因素可以分为内部因素和外部因素。内部因素包括土壤矿物组成、胶结材料、有机物、基质抽吸和土壤结构.外部因素包括含水量、温度 、pH 值 、盐度、干湿循环以及冻融循环 .此外，目前主流的崩解检测仪器主要依靠浮力法，缺乏高效、高精度的实验设备。事实上，黄土边坡水害的发生是一个循序渐进的过程，早期降雨对黄土边坡灾害的发展起着关键作用。Zhuang等人降雨引起的地表径流和土壤侵蚀是导致边坡坍塌、地表侵蚀和洞穴形成的主要因素.因此，土壤崩解特性与边坡侵蚀灾害密切相关，是评估土壤侵蚀性的关键指标。遗憾的是，以往的崩解试验研究忽略了长期降雨导致黄土结构逐渐退化的问题。尽管目前有证据表明，由于降雨淋溶，关于降雨诱发淋溶对黄土崩解特性影响的研究还不够。多年来降雨对黄土内部结构造成的破坏，在先前对其崩解特征的调查中被忽视了。特别是考虑到黄土是一种对水敏感性高的喀斯特土壤，其内部结构在雨水渗透下会发生一定的变化，包括但不限于细颗粒迁移、化学溶解和骨骼破坏.毫无疑问，这种恶化对未来的边坡灾害构成了隐患威胁。因此，研究和解决降雨诱发淋溶对未受干扰黄土崩解的机理是当前研究课题。微观结构由颗粒、孔隙、颗粒接触关系和胶结键组成，控制着土壤的巨集力学性质.大量试验研究表明，土壤的微观结构对土壤的剪切强度、渗透性和压缩性等力学性能起着关键作用。扫描电子显微镜 （SEM） 是一种简单的分析技术，可提供灵活性、准确和高分辨率的成像，并已广泛用于评估土工材料微观结构的演变。然而，从微观角度研究黄土崩解机理的信息缺乏。因此，采用定量分析和定性表征相结合的综合方法，确定降雨淋溶过程中黄土崩解的机理是可取的。本研究旨在探究雨淋作用下未受干扰黄土的崩解特征，建立黄土宏观现象与微观结构演化的定量关系，进一步阐明其机制。为实现这一目标，本研究首先利用自制的降雨淋出装置，结合研究区降水量，对未受干扰的黄土进行了0-4年淋溶试验。其次，利用自主研发的崩解装置研究了Q的崩解行为3研究区不同淋溶条件下的黄土。然后，进一步研究了含水率、水温和盐度对不同淋溶条件黄土崩解特性的影响。对不同浸出条件的黄土样品进行扫描电镜分析，旨在研究黄土随着淋溶的增加而微观结构演变，并定性探讨未受干扰的黄土Q的崩解机理3黄土。利用Image-Pro Plus（IPP）软件提取了不同浸出条件下未受干扰的黄土颗粒和孔隙的大小、形状和排列的微观结构参数。最后，利用灰色关联理论对微观结构变化进行定量分析。研究结果有助于理解雨淋作用下未受干扰黄土崩解的机理，为黄土区地质灾害防治工程提供理论指导。
6.研究结论：
1、未受干扰黄土在淋溶作用下的崩解过程可依次分为浸渍阶段、软化阶段和崩解阶段。按照这个顺序，崩解率首先经历加速，然后几乎均匀，最后减速，这在曲线上大致呈 S 形。崩解主要发生在第三阶段。
2、崩解速率与水温呈正相关，与盐度和含水率呈负相关。在所有淋溶条件下，随着含水率和盐度的增加，黄土崩解的曲线差异减小。浸出后样品的崩解行为与含水率关系最密切，其次是温度和盐度。3、黄土在淋溶过程中，其微观结构逐渐由相对稳定的互锁胶结结构转变为不稳定的架空结构。这种演化过程与浸出量有关，表现为胶结物的软化、溶解和降解，颗粒的迁移和重排，孔隙和颗粒的尺寸重新分布。4、基于SEM分析和灰色关联理论，除直径小于2 μm的颗粒外，平均孔径和粒径分布、形貌排列（方向概率熵H和形态分形维数D）和形状因子（丰度C和圆度R）与崩解速率显著相关。此外，除圆度、平均直径大于10 μm的颗粒和平均直径大于32 μm（大孔）的孔隙外，崩解持续时间与上述其他参数显著相关。5、黄土在淋溶作用下崩解的主要原因是胶结作用减弱和孔隙改变。未受干扰的黄土结构通过淋溶作用转化，为水体入渗导致崩解提供了有利条件。基质吸力的存在进一步加速了这种渗透，导致土壤内部的孔隙压力迅速增加，直到发生崩解。综上所述，淋溶效应可以促进黄土崩解。
引自：Hou, B Y, et al. Experimental study on the disintegration characteristics of undisturbed loess under rainfall-induced leaching. CATENA, 2023, 233, 107482. https://doi.org/10.1016/j.catena.2023.107482
