土壤固化技术在我国应用已久,但随着环境保护力度的加大和工程应用性能要求的不断提升,亟需开发出更多新型的优良固化材料。为此,本文基于我国国情,综合利用农业废弃物稻壳灰以及建筑弃土和淤泥,通过土壤固化技术使其实现筑路资源化利用,为建设环境友好型绿色道路提供充足的理论基础和有益经验。为了确保稻壳灰无机复合固化土材料在道路工程中能得到安全可靠应用,本文将针对稻壳灰无机复合固化土材料的微观机理及非线性力学性能进行研究,主要研究内容及结论如下:（1）稻壳灰无机复合固化土力学及微观性能研究。利用无侧限抗压强度试验、劈裂强度试验、亚甲基蓝测定试验、土水接触角测定试验、XRD衍射分析、DSC-TG热分析、SEM扫描分析和AFM微观分析等手段系统研究了稻壳灰无机复合固化土材料的力学性能、表面性能以及微观结构、水化产物等性能。结果表明:稻壳灰能有效提高固化土材料的抗压及抗拉强度,使其比表面积减小,膨胀性减弱,土水接触角增大,水稳定性增强;且能使固化土中的水化产物含量增多,针状矿物变长变粗,并成簇状或捆状分布,不断填充孔隙,使结构更加密实;此外在稻壳灰水泥土中生成了新的蜂窝状C-S-H凝胶,其纳观结构是由呈规律紧密排列的长棒槌形颗粒堆积形成,长棒槌形颗粒尺寸长度在400-550nm,直径在100-250nm之间。（2）稻壳灰无机复合固化剂水化反应机理研究。利用SEM、BSE以及EDS分析技术对稻壳灰无机复合固化剂的水化产物形貌、元素分布特征以及水化反应机理等进行了研究。结果表明:稻壳灰与水泥反应会生成具有多孔结构,高比表面积,呈蜂窝状的C-S-H凝胶,其化学表达式可表示为Ca O0.8-1.5Si O2（H2O）;在稻壳灰周围存在IP层水化硅酸钙凝胶,且在IP层中存在明显的离子交换运动,其中Si元素和Ca元素含量变化最为明显;碳元素的存在不会完全抑制水化反应的进行,但会阻碍和延缓Ca2+向稻壳灰内部扩散,而多孔结构则会促进水和Ca2+等从外部溶液中渗入到孔隙内部,使孔隙均匀化、微细化;最后根据单个稻壳灰连续反应假设和水泥水化动力学过程,提出了稻壳灰无机复合固化剂的水化反应机理模型。（3）稻壳灰无机复合固化剂水化反应动力学过程研究。基于NEW的水化动力学模型确定了复合胶凝材料完全水化时的最终化学结合水含量,并在此基础上提出了一种考虑温度影响的复合胶凝材料水化程度评价方法,最后利用该水化程度评价方法对不同温度条件下稻壳灰无机复合固化剂的水化过程进行了分析,结果表明:同一温度条件下,稻壳灰无机复合固化剂材料的水化程度在早期要低于纯水泥材料,但在后期会与纯水泥之间的差距逐渐减小;此外,稻壳灰的掺入会使复合材料的表观活化能降低,其中纯水泥OPC、工厂稻壳灰复合水泥RHA-1和自烧稻壳灰复合水泥RHA-2的表观活化能分别为37.64 k J/mol、35.39 k J/mol和34.18 k J/mol。（4）非饱和软土及固化土蠕变性能及模型研究。针对土体材料的非饱和特性进行了相关研究,并提出了一个适用于非饱和软土及固化土材料的经验-力学蠕变预测模型,在该模型中考虑了土体材料的应力依赖性,同时引入了基质吸力和抗剪强度参数来反应湿度对土体的变形影响,从而使该模型能够准确预测出土体在任意含水率任意应力水平下的蠕变变形行为;通过与M模型和IM模型比较发现,该模型具有更好的适用性,且对固化土体在高应力水平下的变形行为预测更加准确。（5）固化土基层疲劳开裂性能及模型研究。基于能量-力学法对固化土基层材料疲劳开裂性能进行了研究,给出了疲劳开裂损伤密度的求解方法;并基于Griffith裂纹起裂准则和裂纹连续分布概念,给出了适用于固化土材料的裂纹起始判定准则;此外,基于断裂力学和连续损伤力学理论,将损伤密度函数引入到Paris公式,并基于累积耗散应变能DSE计算求得J积分表达形式,推导得到可以用来描述固化土材料多裂纹疲劳开裂的损伤演化模型。（6）固化土道路结构多场耦合有限元分析及工程应用研究。建立了一种能考虑气候环境及土壤性质影响的现场湿度分布预估方法,并将粘弹性模型、非线性弹性模型、疲劳损伤模型以及湿度场分布等进行弱形式变化,通过PDE-FE方法对固化土道路结构多场耦合问题进行了有限元建模分析,其中重点分析了固化土基层疲劳开裂以及固化土路基及软土地基的沉降变形问题,最后基于分析结果确定了最优结构设计方案,并铺设了稻壳灰无机复合固化土试验路。根据后期跟踪观测发现,该试验路具有较好的路用性能和耐久性能。