土作为一种工程材料,具有相当复杂的特性,集合了非连续性、非均匀性、力学性质的非线性,但作为一种结构性体,其又具有系统性,其系统内部组成是相互关联和协调的。土体在宏观上表现的一系列物理力学性状均是其内部微细结构的具体表现,其宏观性质在一定程度上受微观结构状态和变化的影响。为进一步了解宏微观之间的联系及其在土力学中的应用,本文在总结国内外软土微观结构研究的基础上,针对软土的微观孔隙率及影响因素、宏微观孔隙率之间的关系、平均接触面积率及其影响因素等问题,利用宏观孔隙率与平均接触面积率之间的关系分析土力学问题,主要研究工作和成果如下：(1)通过对软土的SEM图像扫描,定性分析了其结构孔隙特征,建立了基于Image-Pro Plus (IPP)软件的三维孔隙率计算模型,通过微积分思想,推导了三维孔隙率计算公式,定量统计软土的三维孔隙率。分析了由二值化处理获取的平面孔隙率与本文提出的统计三维孔隙率之间的关系。结果表明：本文提出的三维孔隙计算公式是可行的,较二值化处理获取的平面孔隙率,本文获取的三维孔隙率更加接近孔隙真实情况。(2)为获取合理的软土微观三维孔隙率,分析了计算步距、放大倍数、阈值大小、分析区域大小等对孔隙率计算结果的影响。研究结果表明：步距越小精度越高,采用步距2有利于兼顾计算容量和精度要求；研究放大倍数宜采用1200±300倍；阈值取值跟放大倍数有关,放大倍数越大阈值也应相应增加；分析区域面积不宜太小,能有效反映整张图像信息的区域面积应占图像总面积的70%以上。(3)通过对比室内试验获取的宏观孔隙率与计算孔隙率之间的关系,定量获取土体接触面积的百分比,首次提出了软土平均接触面积率的概念,并分析了计算步距、放大倍数、阈值大小、分析区域大小对软土平均接触面积率的影响。结果表明：土体接触面积率的值跟孔隙率有关,孔隙率越大,接触面积率越小,结果符合孔隙分布的客观规律。(4)为得到软土宏观孔隙率与接触面积率之间的关系,对杭州、宁波和奉化三地的软土进行了大量的SEM图像扫描及室内土工试验,并用本文提出的计算方法,得到了软土孔隙率与平均接触面积率之间的关系,结合数理统计方法,拟合得到了孔隙率与平均接触面积率之间的关系式,定量获得了杭州、宁波及奉化软土的方程参数。(5)在土的渗透与渗流中考虑土体的接触面积率,得到了考虑接触面积率的土体渗流流速方程,通过考虑接触面积的土体受力微元,推导了渗流中的渗透作用力及渗流出口处的临界水力坡度计算公式,得到渗流出口出的受力稳定由三部分组成,包括渗透力、摩擦力和黏聚力,当不考虑摩擦和黏性时,该式与太沙基式等同。(6)在固结分析中引入土体的接触面积,考虑土体的固液两相非连续性,推导得到了考虑接触面积的有效应力表达式,包括考虑宏微观关系的太沙基一维固结方程和三维Biot固结方程。(7)在土压力理论中引入土体颗粒的接触面积,得到考虑接触面积后的水土分算土压力比传统的土压力值要小,并分析了土压力传递的原理,并推导了考虑渗流、超孔隙水压影响的水土分算计算式。(8)把平均接触面积率引入土坡稳定分析,得到了考虑接触面积大小的边坡稳定分析方法(瑞典条分法和简化毕肖普法),并得到了孔隙率参数对边坡稳定性的影响,结合边坡稳定影响的条件,同时建立了考虑孔隙率影响的坡顶超载、地下水浮力或渗流作用力、地震力作用边坡稳定分析计算式。