我国的高速公路里程数世界第一,在高速公路的建设中,路基的设计直接控制着高速公路的质量。高速公路建设需要大量的路基填料,对于其性能指标国家规范中有着明确的要求。随着科学技术的发展和环保意识的提高,利用土壤固化剂处理路基填料得到了越来越广泛的应用。本文以江苏省临海高等级公路的粉土作为研究对象,依托国家自然基金“基于计算材料学原理的路堤填料无机固化剂设计理论研究”,选取NaOH、Na2SiO3、Ca(OH)2作为无机改性剂,对改性后的土体分别进行宏观力学性质和微细结构研究,主要研究内容与结论如下：(1) 宏观力学性质以NaOH、Na2SiO3、Ca(OH)2作为无机改性剂,分别设置四组对照试验进行对比研究。在标准养护条件,分别对改性土体进行加州承载比与固结不排水试验。通过对比研究,发现无机改性剂可以有效提高路基填料的路用性能和抗剪强度指标,说明所用无机改性剂可有效地改善所研究的土体强度。(2) 微细结构研究对四组土样分别进行X射线衍射分析和CT扫描试验研究其微细结构。通过XRD图谱分析,得出素土中主要成分为石英、高岭石、钾长石、斜长石、方解石和云母,而固化剂主要与其中的高岭石、钾长石、斜长石和云母反应,生成少量方解石和CSH。通过CT扫描试验获得土体内部图像,对图像进行图像增强与图像分割,处理后对图像的平均灰度值、孔隙几何特征和分形维数进行统计,其值与改性土样微细结构变化相对应。三者与土样的宏观力学性质有一定联系,其中平均灰度值与土样CBR值有着明显的线性关系。(3) 颗粒流数值模拟根据离散元数值模拟原理,按照各土样级配,结合土样CT图像生成颗粒模型。对土样进行双轴试验模拟,以室内固结不排水试验为参照对象,标定颗粒细观参数。将双轴试验模拟结果与试验结果作对比,发现数值模拟结果与室内试验结果较为接近。CT图像的灰度值与模型的颗粒接触刚度有着明显的线性对应关系,说明CT图像细观参数对于颗粒流细观参数标定有一定的参考作用。利用相同的颗粒模型和细观参数,设置对应的伺服机制和加载系统,建立CBR试验颗粒模型。模拟后的贯入曲线与室内试验结果有着很好的对应,计算得到CBR值与室内试验结果接近,说明通过数值模拟得到土样CBR值是可行的。在此基础上,分析了加载后模型的细观力学机制,并研究了摩擦系数、黏结强度和接触刚度与模型CBR值的关系。