黄土是一种普遍具有架空孔隙、弱胶结和富含可溶盐的特殊松散沉积物,在外力作用下具有较强的灾变风险,黄土力学性质改良是黄土地区地基路基处理、隧道防护和边坡治理的一种重要途径。本文以具有良好粘结性、螯合性、抗腐蚀性和环保性的木质素为改良材料,以改良黄土的力学特性与加固机理为研究目标,基于物理力学试验和微细观特征试验,研究了木质素改良黄土的基本物理性质、抗压强度、抗剪强度、动模量、阻尼比、动残余应变和微细观结构特征。主要研究成果:(1)揭示了木质素掺量对改良黄土基本物理性质的影响。随着木质素掺量的增加,比重和塑性指数明显下降,黏粒含量和砂粒含量增大,而粉粒含量逐渐减少。改良黄土的水稳性得到明显改善,木质素掺量为1%-2%时达到最优。相同基质吸力下,掺量1%-2%的改良黄土具有较好的持水能力。(2)研究了改良黄土抗压强度和抗剪强度随木质素掺量的变化规律。改良黄土的无侧限抗压强度随着木质素掺量的增加均呈现出先增加后减小的趋势,且随着养护龄期的增加而逐渐增加。养护龄期28d、木质素掺量1%的改良黄土抗压强度明显大于其他养护龄期和掺量下的改良黄土。在各围压下掺量为1%的木质素改良黄土抗剪强度最大。粘聚力对木质素改良黄土抗剪强度起主要作用,而内摩擦角影响较小。(3)系统分析了木质素改良黄土的动力特性,提出木质素改良黄土的抗震最优配比。木质素掺量为1%时,改良黄土的最大动弹性模量达到最大,阻尼比最小,动残余应变增幅最为缓慢,表现出最佳的动刚度特性和抗震陷性。(4)探讨了木质素改良黄土的加固机理。木质素可对黄土孔隙进行有效填充并增强土颗粒间的胶结强度,使其结构类型从镶嵌孔隙结构逐渐转化为凝块状胶结结构。改良黄土孔隙率和平均孔隙面积显著减小,而主要矿物成分未发生变化。木质素改良黄土的加固机理包括木质素的填隙作用、胶结作用、网状结构加固作用和矿物强化作用等。