生土建筑属于绿色节能建筑,取材简单,对环境没有污染,是一种可持续发展的建筑形式。但生土材料的力学性能和耐久性较差,因此如何提高生土材料的力学性能成为一个关键问题。本文针对西北地区的黄土进行改性试验研究,并对黄土砌块进行优化设计。研究的主要内容有:在了解黄土基本物理性质的基础上,通过添加水泥、土壤离子固化剂等外加剂,并采用压实的物理方法对黄土材料进行改性。对改性的黄土材料进行抗压强度试验、抗折强度试验、干缩试验和吸水试验,根据试验结果拟合出黄土材料的应力-应变关系,通过有限元软件对应力-应变关系进行模拟,验证其正确性。在国内外现有的一些砌块形式和尺寸的基础上,提出一种新型砌块形式:砌块截面为正方形,中间及两侧开圆形的洞口。采用多目标优化方法对砌块尺寸进行优化。砌块中部的孔洞采用灌浆的形式,并对灌浆的砌体进行有限元分析,模拟其抗压强度和抗剪强度破坏形式。通过黄土材料的改性试验结果,最终选取外加剂掺量为5%水泥+0.018%离子固化剂,并给出了黄土材料应力-应变关系的具体表达式。对砌块进行优化时,选取的目标函数为抗压强度、热工性能和相对质量,并考虑的砌体的抗压以及抗剪强度,通过定量的分析,最终得出砌块合理尺寸。