由于沿江沿海地区城市轨道交通建设的大量需求,和软黏土地基在运营期出现的过大沉降,软黏土地基沉降控制是工程中亟待解决的关键问题。明确软黏土在动载作用下的变形特性和微观机理是实现沉降控制目标的前提,因此,需要开展系统的基础理论研究。本文以天津滨海地区饱和原状软黏土为对象,通过GDS动三轴试验,分析不同动载模式下软黏土的变形特征。基于宏观动三轴试验,进行扫描电镜试验(SEM)和压汞测试(MIP),研究软黏土在循环动载作用下的微观结构特征。采用灰色关联分析法量化求得宏、微观参数之间的关联度,引入应变发展指数模型,建立累计塑性应变计算公式。具体的研究成果如下:动三轴试验表明,累计塑性应变发展模式可分为发展型和稳定型。相同振次下,动应力比越大,累计塑性应变越大,初始残余应变越大,残余应变随振次的降低更明显。振动频率越低,初始残余应变越大,随振次的降低也越快,且发展模式对频率较为敏感,低频动载作用下,应变发展从稳定型变为发展型。动应力比较大时,土样呈现轻微应变硬化特征;动应力比较小时,为应变软化型。振动频率对动弹模变化指数的终值影响不大,低频振动时动弹模初期衰减明显。天津滨海地区软黏土整体呈絮凝状结构,黏土片堆叠团粒占比例较大。低振次下,块状颗粒发生磨损,部分团粒破碎,造成圆度上升,分维数下降,尺寸减小,排布随机。小孔隙和微孔隙的数量变多,孔隙形态复杂程度升高。高振次下,颗粒向镶嵌接触状态转变,定向性增强,形状扁平,圆度下降,形态分维数下降,尺寸增大。孔隙被压缩挤密,形态复杂程度降低,总体积下降且排布趋于一致。颗粒的平均粒径随动应力比增大而增大,随振动频率增大而减小。单纯地增大应力水平会降低孔隙比,随着振动频率增大,孔隙体积的下降程度有所减弱。通过灰色关联分析可知,微观单元的平均孔径、平均粒径和孔隙形态分维均对累计塑性应变产生影响。在应变计算指数模型的基础上,建立引入微观结构参数的实用累计塑性应变计算公式。