利用当地的土壤资源、矿产资源及工业废料,开发新型建筑材料—复合水泥土,发展“绿色”建材是本文研究课题的宗旨。本文通过室内试验,研究配制了一种针对寒冷地区粉质粘土的复合水泥材料,提出了它的最佳配合比。并进行了该种复合水泥土的强度、耐久性、损伤、微结构等试验研究,分析了复合水泥材料与土、水、水泥浆之间的相互作用,在此基础上探讨了复合水泥土的固化机理,最后分析了复合水泥土的损伤特性。为复合型水泥土的进一步的研究和应用提供理论和试验数据。本文首先对普通水泥土进行了抗压、间接抗拉等力学性质及抗冻、抗渗等耐久性方面的试验,找出影响普通水泥土的主要因素,在此基础上,根据多方案比较,选择了八种材料作为水泥土外掺剂,进行了每种外掺剂水泥土的单掺试验,从考查寒区水泥土最重要的两个指标—强度和抗冻性方面进行了全面的试验对比,总结了每种外掺剂对水泥土的影响及改性效果,然后通过正交试验,找出了影响水泥土强度和抗冻性的主要因素及因素水平,通过直观分析和方差分析及补充试验,得出一组性价比较高的复合型材料最优配合比方案,即水泥:石灰:硅粉:Na2SO4:表面活性剂=10:1:3:0.5:0.1,将该复合型材料与土、水按一定比例拌制而成的材料称为复合水泥土。为了验证研制的复合水泥土的强度特性和耐久性,通过室内试验,对复合水泥土进行了不同掺量、不同养护龄期的无侧限抗压强度、间接抗拉强度、抗冻性、冻胀量试验,并与普通水泥土进行了对比分析。试验结果表明:复合水泥土的力学性能及耐久性能均明显优于普通水泥土。建立了综合考虑各因素影响的普通水泥土和复合水泥土的强度预测模型,分析了二者的变形特性,推导了普通水泥土及复合水泥土的应力应变上升段和下降段本构方程。结合SEM试验探讨了复合水泥土的微结构特点,分析了复合水泥材料与土、水、水泥浆之间的相互作用,在此基础上分析了复合水泥土的固化机理,从本质上的找出了复合水泥土强度特性优于普通水泥土的合理解释。最后,通过室内变形及损伤试验,分析了复合水泥土的细观损伤机制及其损伤演化规律,建立了单轴压缩条件下的弹塑性损伤模型。