《全国民用运输机场布局规划》(2017)规划了中国西北机场群的大规模建设。西北地区独特的地理环境和干燥的气候条件形成了大面积的戈壁区,恰好可以利用戈壁砾石土作为机场建设的填筑材料。由于不同地区的戈壁砾石土级配不统一,导致其力学性质复杂,在理论上难以统一表达,且在工程中相关应用经验较少。因此,本文结合乌鲁木齐国际机场北区改扩建工程,对新疆八钢料场的戈壁砾石土填料开展了相关物理力学性质的试验研究,分析了戈壁砾石土填料的强度性状和压实特性,以及工后沉降变形及稳定问题,以期为乌鲁木齐机场北区改扩建工程建设提供理论支撑和实践指导,同时,也为类似戈壁料和粗粒土的工程应用提供参考。论文主要工作及结论如下:(1)对戈壁砾石土的物理力学性质开展了系统的试验研究,测得了试验土样的天然含水率、含盐量、颗粒级配、大颗粒抗压强度等参数。探讨了含水率和粗颗粒含量对戈壁砾石土压实性能的影响,获得了不同粗颗粒含量土样的最优含水率和最大干密度。(2)对戈壁砾石土进行了大直径三轴试验研究,探讨了压实度和粗颗粒含量对戈壁砾石土强度特性的影响,结果表明压实度和粗颗粒含量是影响戈壁砾石土强度的内在因素;而围压则是影响戈壁砾石土强度的外在因素。并探讨了四种常用的强度包线表达形式对戈壁砾石土的适用性。(3)结合室内试验结果和现场沉降观测数据,分析了戈壁砾石土路基沉降变形规律。采用双曲线模型方法和估算公式方法分别对戈壁砾石土路基的沉降变形进行了模拟和预测,并分析了两种计算方法的差异和适用性。(4)从戈壁砾石土高填方工程的实际应用出发,使用SLOPE/W分析了高填方边坡的稳定性,对采用放坡和加筋两种加固措施的加固效果进行了分析,总结了适合于戈壁砾石土高填方边坡的加固措施,以期为机场道基工程大面积施工提供技术支撑。