鄂爾多斯丘陵區(qū)地面溝壑密集，溝道比降大、地貌破碎、植被稀疏，加之表層10～14cm的土壤主要為白堊、侏羅系砂巖、沙礫巖風(fēng)化物，下層為弱透水層（或不透水層）的礫巖，這種土壤遇水如泥、遇風(fēng)成砂，風(fēng)蝕與水蝕非常嚴重，群眾深受其水土流失危害，視其危害毒如砒霜，故稱其為“砒砂巖”。這種土壤表層結(jié)構(gòu)松散，膠結(jié)力差，易被水侵蝕，又當?shù)亟涤陼r空分布極不均勻，暴雨集中，且其強度大，年降水量在300～400mm，5-9月降水量就占年降水量的87%～95%；多年平均土壤侵蝕模數(shù)高達30000t/kmz，粒徑大于0.05mm的粗沙占80%，平均每年向黃河輸送泥沙高達1億t以上，約占黃河上游地區(qū)年入黃河泥沙總量的1/16，粗沙量占人河粗沙總量的1/5，是黃河下游河床淤積抬高釀成洪水災(zāi)害的主要發(fā)源地之一。
　　鄂爾多斯高原水土流失嚴重，破壞了本已十分脆弱的生態(tài)環(huán)境平衡，導(dǎo)致整個地區(qū)生態(tài)環(huán)境日趨惡化，同時鄂爾多斯地區(qū)又是中國黃河流域煤炭能源基地的核心區(qū)，西部地區(qū)又分布著豐富的鉛、鋅、鈣等礦產(chǎn)資源，隨著煤炭、礦產(chǎn)資源的開發(fā)，加速該區(qū)域水土流失，引發(fā)嚴重的環(huán)境生態(tài)問題，直接制約了該地區(qū)的持續(xù)發(fā)展。但由于砒砂巖成巖度低、地質(zhì)條件惡劣、結(jié)構(gòu)強度極低、水土流失極其嚴重，使其治理難度極大�！敖鹕姐y山就是綠水青山”，砒砂巖區(qū)的生態(tài)環(huán)境改善問題是該地區(qū)的重大生態(tài)挑戰(zhàn)。多年來，砒砂巖的基礎(chǔ)研究工作一直在持續(xù)深入，并取得了很大成績，從砒砂巖區(qū)侵蝕機理到生態(tài)治理、工程治理等，都對該地區(qū)的生態(tài)保護和環(huán)境恢復(fù)起到了至關(guān)重要的作用。
　　本書在已有研究成果的基礎(chǔ)上，針對鄂爾多斯準格爾旗砒砂巖嚴重侵蝕區(qū)，從研究砒砂巖結(jié)構(gòu)組成和物理化學(xué)性能人手，結(jié)合土力學(xué)、巖土力學(xué)、巖石力學(xué)、土壤凍融侵蝕模型等，通過試驗和理論分析相結(jié)合的方法，探討砒砂巖侵蝕的特點和主要影響因素的關(guān)系，尋找各影響因子的權(quán)重，構(gòu)建原狀砒砂巖、重塑砒砂巖本構(gòu)關(guān)系模型，為實現(xiàn)砒砂巖區(qū)水土侵蝕合理防治和砒砂巖在工程建筑中的合理利用提供一定的理論依據(jù)。
　　本書針對砒砂巖凍融一風(fēng)復(fù)合侵蝕的特點，從砒砂巖分布區(qū)自然含水量、砒砂巖種類、相對密度、機械組成等物理性質(zhì)人手，通過對地區(qū)季節(jié)溫度、晝夜溫度、降雨、大風(fēng)等氣候因素變化特點的分析，以自然因素影響下的砒砂巖土體為研究對象，針對不同頻率、不同凍融次數(shù)、不同極端溫度下的凍融循環(huán)作用，試驗研究砒砂巖原狀土體及相同干密度控制下重塑土體的組構(gòu)、級配、含水量、黏聚力、內(nèi)摩擦角等土性指標的相應(yīng)特征；通過電鏡掃描、超景深顯微鏡、動態(tài)圖像顆粒分析儀、壓汞儀等對砒砂巖凍融前后和反復(fù)凍融后顆粒的排列、粒子尺度分布孔隙等微觀結(jié)構(gòu)進行觀測。探究了砒砂巖反復(fù)凍融作用下的抗剪強度、抗壓強度等力學(xué)性能的變化規(guī)律；得到了凍融作用下土體的內(nèi)應(yīng)力——黏聚力、抗剪強度變化規(guī)律；建立了砒砂巖在反復(fù)剪切作用下的剪脹規(guī)律；得到了砒砂巖凍脹和融沉的起始含水率以及凍脹和融沉的規(guī)律；建立了砒砂巖鄧肯一張本構(gòu)模型；并對微觀結(jié)構(gòu)進行了定量的分析，提供了砒砂巖凍融結(jié)構(gòu)變化的直觀佐證。
　　本書的研究得到了國家級基金（項目編號：41261070）的資助。本書的研究成果在國家核心期刊發(fā)表論文11篇，其中EI（工程索引）收錄3篇。
　　參加本書所涉及內(nèi)容的項目研究人員有內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)李曉麗、解衛(wèi)東、白英、于際偉、劉李杰、翟濤、張強、李明玉、陳溯航、常平、鄔尚赟、郭雒敏和張贏。
　　作者在研究的過程中，得到了內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)申向東教授、賀兵、郝中保、鄭永鵬等老師的指導(dǎo)和試驗支持，在此深表謝意。
　　作者真誠期待讀到本書的同行、同學(xué)們對書中的不足批評指正，以便在今后的研究中彌補不足，不斷進步！再次表示感謝！