土体作为一种多孔隙弱胶结沉积物,其物理力学性状受其微观结构影响程度较高。在评价土体工程性质时,必须重视土体微观结构的研究。土粒的大小、形状、联结排列形式及孔隙的大小、形状等微观几何性状都很大程度上影响了土体的强度和变形特性。因此,定性定量研究土体微结构特征对于反映土体宏观力学性质有重要意义。而土体微观图像的处理与分析是进行土体微观结构的基础。本文利用Matlab,针对土体微观结构图像的特性,系统提出了Matlab条件下适用于土体微观结构图像全流程三阶段处理方法：图像预处理、图像分割和优化成像、图像定量统计。在图像精确裁剪、不均匀背景消除、对比度调整、图像降噪、图像分割、优化成像、定量分析等方面做了大量的测试工作,得出以下结论：1)Matlab的全开放自由化交互式设计,相比于其他图像处理软件在土体SEM图像处理方面更具优势,并且处理全过程可以实现数据可视化和自由化交互式操作。2)针对土体微观结构图像容易出现的问题,如：图像亮度不均匀、图像噪声较多、图像对比度较差,讨论了亮度不均匀背景去除、噪声降低、对比度优化的操作方法,并就不同类型图像提出了相应的最佳处理函数和参数设置范围。3)在图像分割阶段,针对不同类型土体微观图像特点提出了不同的二值分割方法,设计了实时图像分割工具。4)针对分割后二值图像存在的影响后续精确定量统计的问题,运用形态学操作,在提高统计精度的前提下,优化了成像效果。5)在图像定量分析阶段,本文通过代码设计,实现了目标颗粒区域的定量几何参数测量；通过反相,实现了背景孔隙区域的定量几何参数测量。并实现了运算结果的自动抽取和储存。