成雅铁路的地层中存在大量风化卵石土,由于卵石土风化程度高,遇水易膨胀、软化,填筑密实度对含水量很敏感,强度衰减严重,其路基工程的长期稳定性差。若将该类风化卵石土直接作为铁路路基的下层地基,地层在遇水后将会造成细颗粒软化,使土体力学强度降低,从而使得地层在列车长期动荷载作用下产生不均匀沉降或过量沉降等工程问题。论文以成雅铁路为依托工程,以风化卵石土为研究对象,采用室内试验与数值模拟的研究手段,探明风化卵石土的形成机理和物理特性,研究风化卵石土的遇水软化特性和剪切特性,提出风化卵石土地基改良方案,确定改良结构的作用机理,评价改良结构对风化卵石土地基的沉降控制作用,研究成果可为川西地区类似路基设计及施工提供参考。论文开展的主要工作及研究成果如下:（1）归纳分析出成雅铁路风化卵石土的形成机理,通过室内试验,对风化卵石土的矿物成分、级配、含水率、最大干密度和最优含水率进行测试,获得其基本物理特性。结果表明:风化卵石土黏土矿物的主要成分蒙脱石和伊利石属于亲水性矿物,吸水易膨胀,这种特性会使风化卵石土的强度在遇水后大幅度降低。（2）通过室内三轴试验,研究不同含水率及围压对风化卵石土细颗粒土强度及黏聚力c和内摩擦角φ的影响规律。结果表明:当含水率增大时,风化卵石土细颗粒土的强度随之减弱,抗剪强度指标c值显著降低,φ值也随之减小;当含水率超过细颗粒土最优含水率时,强度衰减更加明显,试样在不同围压下会出现应变软化特征。利用PFC2D（Particle Fo11ow Code）数值模拟三轴试验,进行接触力大小和方向分布研究,分析风化卵石土遇水软化效应的内在机理。结果表明:当含水率增大,试样平均接触力减小,土体体系内生成强力链的能力减弱,体系整体强度降低,是风化卵石土细颗粒土遇水软化的主要原因。（3）通过大型直剪试验,研究不同含水率及垂直应力下风化卵石土粗颗粒的剪切特性。结果表明:在同一垂直应力作用下,试样的最大剪切应力随着含水率的增加出现先增大后减小的趋势。当含水率超过最优含水率时,土体的抗剪强度明显下降。利用PFC2D数值模拟直剪试验,从颗粒运动、孔隙率变化、接触力链和裂隙变化四种不同角度对剪切破坏过程进行细观分析,发现模型剪切后形成中间厚两端递减的剪切破坏带,在不同剪应变时风化卵石土内部结构变化剧烈,颗粒结构重新排列及力链形态演变现象显著,体系主要以剪切裂隙为主,在剪切面附近一定区域内,颗粒之间的黏结键断裂显著,颗粒运动剧烈。（4）基于风化卵石土的物理力学特性和遇水易软化特点,提出能起到防渗和控制沉降双重目的的风化卵石土地基改良方案。综合化学改良法和加筋法的优点,改良结构包括:改良垫层、土工格栅垫层。改良垫层为风化卵石土和土体固化剂混合的改良土层,建议厚度设计为40～50cm,渗透系数控制在1×10-6m/s以内,用以提高地基的防渗能力和承载能力,避免雨水下渗软化下部风化卵石土地层;土工格栅垫层铺设于路堤下方、改良垫层上方,用以分散路堤及上部荷载应力,防止改良垫层因应力集中出现破坏,同时提高地基承载能力,建议厚度设计为20～30cm。该设计方案具有施工简便,就地取材,节约材料和运输成本等优点。（5）利用PFC3D模拟地基改良结构,从铁路路基沉降量、横断面变形、接触力链、土工格栅应力变形等多个角度对改良结构的加固机理进行分析,并评价改良结构对风化卵石土地基的沉降控制作用。结果表明:土工格栅明显改变了土体内力分布情况,在土工格栅上下形成较多水平向分布的强接触力链,这表现为土工格栅垫层的应力分散效果,对下部改良垫层起到重要的保护作用;改良结构对路基沉降控制作用显著,数值模拟模型对应的路基沉降量均小于规范要求的200mm的沉降限值。