随着我国经济的飞速发展,西部黄土地区的基础设施建设速度日趋加快,因其特殊的地形地貌及工程地质条件,进行工程建设时需要对黄土进行不同程度的改良加固处理。当单独使用固化剂改良时,容易出现抗拉强度低、塑性差、收缩系数大等缺点。为改善上述情况,本文在对黄土进行化学固化处理的基础上,添加绿色环保的玄武岩纤维材料进行复合改良。通过一系列室内土工试验,研究了纤维长度、掺量等对土体击实性能、强度参数、应力-应变曲线及破坏模式的影响。并通过扫描电子显微镜的微观试验研究,进一步分析了玄武岩纤维提升复合土强度的内在机理。最后在所得试验数据基础上,通过Geo Studio软件进行数值模拟,分析改良后高填方边坡的整体稳定性。主要研究内容如下:（1）对石灰、粉煤灰及二灰固化剂在不同掺量下对黄土的击实性能进行了试验研究,并对不同条件下黄土的性能参数影响差异及规律进行总结;通过极差和方差分析对无侧限抗压试验结果进行处理,提出针对西安黄土的固化剂品种、掺量、龄期和含水率的最佳配合比的设计;并对试样的破裂面倾角变化规律进行了研究,提出不同配合比下破裂角的角度变化范围,为该地区的固化剂改良方案提供了参考。（2）在试验确定的固化土最佳配合比的方案基础上,设计了不同长度和掺量的玄武岩纤维复合土的完全正交试验,通过不固结不排水的三轴试验研究,分析了纤维长度、掺量和围压对强度参数、应力应变曲线等的影响,提出直线-双曲线组合形式的应力-应变数学表达模型,并通过灰色关联理论计算试验变量对土体参数的影响评价系数。试验结果表明纤维主要提高了黄土的黏聚力,对内摩擦角影响较小,应力-应变曲线随围压增大应变软化趋势逐渐减弱,且试样呈现明显的塑性变形破坏。（3）通过对现有劈裂试验理论进行研究,提出了适合轴向压裂法的劈裂抗拉试验的试验装置,并进行了试件合理尺寸论证,实现了对纤维复合土抗拉强度的测定。对不同纤维长度、掺量下的抗拉强度、应力-灌入深度曲线进行了研究,并结合以上试验结果,提出了玄武岩复合土的抗拉强度与黏聚力关系的拟合公式;并利用断裂力学原理对破坏试件的裂纹尖端扩展形式及试件完整性进行统计分析和说明。（4）对素土、二灰土、纤维复合土的微观结构进行电镜扫描处理,定性的分析了二灰及纤维分别通过化学反应及纤维网作用对土体强度进行提高的内在加固机理,并对土——筋界面作用及纤维破坏模式进行归纳。通过图像分析技术,定量的分析了土体孔隙颗粒的形态特征、空间排列特征及分形维数的变化,试验结果显示改良后黄土存在良好的分形特征,并对微观结构特征与宏观力学参数之间关系进行分析研究。（5）建立不同改良方案下的高填方边坡模型,通过对边坡整体稳定性分析,论证纤维复合土加固人工回填高边坡工程的可行性,并对不同算法下边坡安全系数随坡度变化曲线进行拟合,提出安全系数的指数拟合方程。