我国建筑行业经过多年的发展已经开始进入新型城市建设阶段,改善城市面貌和居住环境已成为百姓的强烈愿望。然而,一些发达地区往往由于靠近江河湖海等原因,使得软土地基大面积存在。对于公路、边坡以及基坑等工程,软土地基由于其高压缩性和低透水性,极易发生不均匀沉降,危害性极大。因此,软土地基的加固在我国新型城市的建设中尤为重要。颗粒增强水泥基复合材料常用于软土地基的内部加固和外部加固。内部加固材料掺砂水泥土搅拌桩造价低、适用范围广且加固效果好而备受关注。新型氧化石墨烯增强水泥基复合材料在软土地基的外部加固方面具有良好的发展前景。由于氧化石墨烯的官能团能调节水泥水化产物的生成,降低水泥基体的孔隙率,因此在改善水泥基的力学性能和表面开裂的情况非常具有潜力。为了研究这两种颗粒增强复合材料的增强机理,从微观角度分析界面和增强相对复合材料宏观力学性能的影响尤为重要,希望为实际工程应用中复合材料的改善提供参考。本文的研究内容包含两个部分,第一部分研究对象为软土地基内部加固掺砂水泥土搅拌桩的材料掺砂水泥土,第二部分研究对象为软土地基外部水泥基抹面的材料氧化石墨烯增强水泥基复合材料。为了研究掺砂水泥土复合材料微观结构的界面和增强相效应,本文建立了包含界面、增强相和基体的二维三相数值结构模型,通过与掺砂水泥土结构的无侧限抗压强度实验结果对比,对数值模型进行了参数校正和模型验证。最后,利用二维三相数值模型研究了微观界面和增强相的几何和力学性能。结果表明,掺砂水泥土复合材料的界面效应不可忽略。界面法向弹性模量的增加和界面平均厚度的减小对复合材料的力学性能的改善较为显著,在实际工程中应该是研究的重点内容。此外,掺砂水泥土界面的峰值应力在取值非常小时,它的增加会明显改善复合材料的宏观力学性能,当它达到一定的临界值时,其对宏观抗压强度的影响非常微弱。为了研究氧化石墨烯增强水泥基复合材料微观结构增强相和界面的几何和力学特性,本文建立了三维三相代表性体积单元数值模型。依据氧化石墨烯增强水泥基复合材料的实验结果对三维三相数值结构模型进行了水泥基参数校正。并将有效弹性模量数值结果与Mori-Tanaka理论结果对比,验证三维三相氧化石墨烯增强水泥基数值模型可行性。最后,利用三维三相数值结构模型对氧化石墨烯增强相和界面参数进行了分析。结果表明,当氧化石墨烯理想地分布在水泥基体中,氧化石墨烯的体积分数和纵横比（直径与厚度之比）对复合材料宏观力学性能的影响较为显著。而界面法向弹性模量的影响非常微弱。