近些年来,随着土工合成材料的兴起与发展,一种新型的复合土——加筋土逐渐应用于公路、水利、土木工程等不同领域。随着加筋土在不同领域的广泛使用,了解研究加筋土的微观作用机理就格外重要。尽管科研人员对加筋土的微观性质进行了大量研究,但是基于土和土工合成材料之间的复杂的相互作用,至今仍旧没有一种相对完善的理论来概括加筋土体的微观性质。目前为止,加筋土体的微观机理研究的理论水平发展较慢,落后于工程实践水平。本论文将数字图像相关方法应用于微观机理研究,这对加筋土的理论设计和工程研究具有一定的理论意义和工程应用价值。如今,数字图像相关方法作为一种相对成熟的实验力学的观测技术,已经在多个领域发展应用。数字图像相关方法是一种基于数字摄影技术和数字图像处理技术的非接触式的、高效的全场光学测量方法。这种方法已经广泛应用于微观结构中微粒位移场和应变场的测量,尤其在土工测量的过程中,数字图像相关方法以高精度、非接触、全场测量等优点,弥补了传统的土工测量方法的不足。本论文基于数字图像相关方法,与土的直剪试验构成微观试验。在试验中,计算得到在不同垂直压力的作用下的抗剪强度指标;利用数字图像相关方法和Matlab编程计算得到选取图片的平面孔隙率、各向异性率以和定向频率及概率熵三项微观结构参数。本论文通过分析平面孔隙率、各向异性率以及定向频率这三项微观结构参数在试验过程的变化,与得到的抗剪强度指标对比,分析在微观结构下,加筋土中土体与筋材的相互作用。本论文的试验研究将为在微观结构层面上,垂直压力作用下的土体与筋材的作用提供一定的研究基础,进一步地探讨加筋土的微观力学性质并分析主要的微观参数。本论文的内容及结论如下:(1)计算在不同垂直压力作用下标准砂和黏土的加筋土的抗剪强度参数及选取的三项微观结构参数,并且分析这些参数之间的相互关系与变化,从而为荷载作用下加筋土微观机理的理论研究奠定基础。(2)计算不同加筋层数(未加筋,加筋一层和加筋两层)情况下,对标准砂和黏土的加筋试样进行微观试验,研究了在微观结构层面上,一定的垂直压力作用下的加筋土体中土体与筋材的相互作用机理。(3)试验结果表明:随加筋层数增加,标准砂和黏土的黏聚力逐渐减少,内摩擦角逐渐增加。(4)标准砂和黏土均采用不加筋、加筋一层和加筋两层三种类型。加筋层数一定时,试样在垂直压力(50kPa,100kPa,200kPa和400kPa)作用下,其平面孔隙率逐渐减小、各向异性率逐渐增大、概率熵逐渐减小,使得试样内部相邻颗粒间的相互吸引力略微降低,表面摩擦力和土颗粒之间的咬合力增强;进而使得试样的黏聚力稍有降低,而内摩擦角则有所升高。