黄土是一种多孔隙、弱胶结的第四纪松散堆积物,在一定外荷载（水和力）作用下易于失稳破坏,从而产生严重的工程问题或地质灾害。黄土是由大量离散颗粒组成的集合体,宏观力学机理皆可由微观结构变化进行解释,在微观尺度下探究黄土的结构变化规律,为揭示黄土力学行为的本质提供了方向。本文采用试验与数值模拟相结合的方法对黄土的微观结构及演化规律进行了研究。取陕西泾阳L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7、L9黄土样及S1、S4、S5、S8古土壤样,进行粒度成分、矿物成分、扫描电镜（SEM）、压汞法（MIP）室内试验。在此基础上,对黄土-古土壤序列的孔隙结构进行了分类,提出了黄土-古土壤序列在沉积-成壤-受荷过程中微观结构的演化模式。研究表明,黄土和古土壤的微观结构存在很大差异,弱的成壤作用将初始风成沉积物的无序“单峰”结构转变为黄土的“双峰”孔隙结构,强烈的成壤作用将其转变为古土壤的“均匀”孔隙结构。黄土中的不稳定孔隙主要是沉积过程中形成的架空孔隙（20～32μm）、松散粒间孔隙（8～20μm）以及弱的成壤过程中形成的次生孔隙（>32μm）,古土壤中的不稳定孔隙主要是强烈成壤过程中形成的裂隙（>8μm）。表层成壤作用完成后,随着上覆荷载逐渐增加,黄土层的优势孔径逐渐减小;古土壤层的微观结构相对稳定,仅当荷载很大时,裂隙会闭合。这些发现将有助于理解黄土和古土壤序列的微观结构及其演化模式。在现有DDA算法的基础上,建立起对结构性黄土骨架进行非连续变形分析的数值模拟方法。利用Monte Carlo法生成沉积前的黄土颗粒群,模拟风成黄土自由下落的沉积过程,构建起黄土的初始微观结构模型,通过施加小荷载获得亚稳态架空结构模型。将粘粒胶结作用施加于亚稳态架空结构模型中,建立起结构性黄土微观结构模型。分别对亚稳态架空结构模型与结构性黄土微观结构模型进行一维压缩试验模拟,对比其施加胶结前后位移变化的区别。将结构性黄土一维压缩数值模拟结果与室内压缩试验进行对比,论证了数值模拟结果的有效性。随后,从微观上分析了黄土颗粒在荷载作用下的运动规律。该研究为微观认识黄土力学行为提供了分析方法的支撑。