红黏土是一种具有特殊工程性质的高塑性黏性土^[1]。在工程上,红黏土常因其良好的力学性能而被作为理想的天然路基和较好的建筑材料,但同时因它具有裂隙性、地区差异性等工程特性会存在一定安全隐患。从细观角度出发,红黏土颗粒单元体对其宏观力学特性有很大的影响。本文以中石油云南石化安宁炼油厂厂区填料红黏土为研究对象,利用PFC（Particle Flow Code,离散元颗粒流方法）建立数值模型,进行大量三轴数值模拟试验。改变摩擦系数、黏结强度、刚度比、孔隙率、接触模量的取值,分析了细观参数的变化对宏观力学特性的影响。通过不断的反演,选取合适的细观参数并将数值模拟结果与室内试验结果进行对比,在此基础上,利用获得的细观参数值建立PFC3D地基土数值模型,模拟分析了堆载预压作用下地基土的地表沉降特性及不均匀沉降特性。研究成果如下:1. 建立了红黏土的离散元三维颗粒流三轴试验数值模型,结合室内试验实际情况,选取了合适的初始细观参数、边界条件、接触类型等,并对细观参数敏感性进行了分析,得到了与室内土工试验变化趋势相一致的应力-应变关系曲线,验证了三维颗粒流三轴试验数值模型是合理有效的,研究表明:围压、摩擦系数和黏结强度的增大,会使试样峰值强度显著提高;围压、摩擦系数、黏结强度、刚度比增加会使试样峰值强度对应的轴应变提高,孔隙率增加会使试样峰值强度对应的轴应变降低;摩擦系数和接触模量增大使得试样的初始切线模量增大;围压的增加会使残余强度显著提高;围压、摩擦系数、黏结强度增加会加剧材料的应力软化现象,孔隙率的增加会削弱材料的应力软化现象;颗粒间摩擦系数、黏结强度、刚度比增加会使得试样的剪缩量、剪胀量提高。2. 基于数值模拟试验得到的应力-应变关系曲线,计算出不同细观参数下红黏土的抗剪强度指标值,定量分析了红黏土宏-细观参数之间的相关性,研究表明:红黏土的内摩擦角会随着摩擦系数增长快速上升,而后趋于稳定。初始孔隙率增长会使得内摩擦角整体呈下降趋势;黏聚力与摩擦系数、黏结强度、刚度比有关,其中黏结强度对黏聚力影响最大,且黏结强度-黏聚力两者呈线性相关性。3. 基于红黏土三轴剪切数值模拟试验获得的细观参数,建立了地基土的数值模型,并进行了地基土的地表及不均匀沉降分析,研究表明:地基中心地表面的沉降数值计算结果与现场监测结果接近且具有相同的变化规律,两者的沉降量都是初期急剧上升-中期放缓增长-后期趋于平缓;堆载高度增加使地表的沉降量增加;沉降会随着层深的增加而逐渐减小。