针对西汉高速公路沿线大量采用山渣料填筑路基的情况，本文对陕南地区山渣料的分类、物理特性、强度特性、变形特性以及山渣料路基修筑技术开展了较为深入系统的试验研究和理论探索。 主要研究工作包括如下内容： 1.对山渣料进行分类。研究了其表面特征、级配特征、非均质和非连续特征、尺寸效应、分形特征以及接触特征等物理特性。采用分形理论，对山渣料的破碎特点进行了较系统的研究。为了减少误差，使结果接近真值，本文提出改进复合形遗传算法来确定山渣料的分维数。 计算结果证明，用此算法确定山渣料的分维数时，误差小，速度快。 2.对山渣料的物理力学性质进行了较全面的试验研究，包括击实试验、CBR试验、回弹模量试验、抗压强度试验、浸水破碎试验、压缩试验及膨胀量试验。 3.根据山渣料的变形破坏曲线，建立了山渣料的强度破坏准则，对E-μ模型进行改进，建立了改进的山渣料非线性E-μ本构模型。考虑到山渣料存在着潜在损伤，建立了山渣料的非线性损伤本构模型。该模型的建立，为损伤力学在粗粒料中的引入开辟了新的途径。 4.在国内外调研和室内试验的基础上，通过典型试验段试验及工后观测，提出了山渣料路基填料的选用、施工机械选择及组合、现场摊铺和整平、施工压实工艺、地基承载力及处理要求、边坡码砌等施工技术。 5.将山渣料路基离散成路基和地基串联的单层，以单层边界的位移和对应的应力作为状态变量，利用物理方程、静力平衡方程和位移协调条件，建立单层两端状态变量之间的转换关系。最后利用状态变量递归的概念建立分析双层地基体系的总传递矩阵。 通过引入与下面半无限空间体这一层的深度无关的传递矩阵，从而消除了下面半无限空间体深度引起的误差对计算结果的影响，推导出山渣料路基沉降的解析表达式。该表达式概念清晰，物理意义明确，公式简捷，便于应用。 6.建立了高速公路山渣料路基最终沉降预测范例推理方法。该方法推理原理直观，在以往的山渣料路基沉降和当前的山渣料路基沉降预测之间建立了合理的推理关系。 实例证明，预测结果与实际接近，且易于计算机进行规范化评价，排除了人为因素对分析、评定结果的干扰，具有较强的识别评判能力和简便、定量严密的特点。