本文以陕北某城墙为研究对象,对城墙病害现状进行调研,并对城墙墙顶陷坑、塌落、开裂、不当修缮、雨水的浸蚀和冲刷、夯土体湿陷、软化等病害部位进行数值分析,研究其在病害继续扩展、夯土湿陷软化等各类因素下城墙的整体稳定性。通过室内试验对黄土添加糯米粉、糯米汁、稻草等天然改性材料对黄土进行改良,寻求最佳改性材料对古遗址夯土结构进行修复应用,主要结论如下:(1)城墙夯土随着含水率、顶部夯土剥蚀长度的逐渐增加的情况下,城墙的整体稳定性呈逐渐降低趋势,且城墙的塑性区呈扩增趋势。结合城墙夯土体湿陷软化、夯土剥蚀的整体稳定性与局部稳定性分析,当城墙夯土含水率上升至12%左右时或者剥蚀长超过2.5m时,城墙出现滑坡、坍塌失稳性破坏可能性较大,应引起古遗址保护部门的重视。(2)随着城墙砌体损伤程度的增大、砌体不同程度的缺失和劣化情况下,其整体的稳定性均有所降低,安全系数均大于1.3。表明外墙砌体对城墙的整体稳定性具有一定的贡献作用,砌体本身的劣化对城墙的整体稳定性存在一定的影响但影响不大,夯土本身的稳定特性对城墙整体稳定起着决定性作用。(3)进行不同改性材料的试验,得出不同改性材料对黄土物理力学特性的影响,确定了不同改性材料的最优配合比。熟糯米粉改性黄土、糯米汁改性黄土抗剪强度、压缩模量有较大的提高,渗透系数明显降低,其他掺入不同改性材料下的改性黄土相对于素黄土提升幅度均不明显。添加糯米汁与稻草对提高黄土的剥蚀特性有较强的优越性,总剥蚀比在0.4%-0.6%。糯米粉虽然在强度方面对黄土有较大的提高,但是在水分入浸后的抗剥蚀能力较差。(4)基于层次分析法(AHP)对不同改性材料在修复城墙后的综合风化指标、渗透指标、经济指标、施工难易度指标、安全指标进行综合评价,得出城墙遗址整体复建缺失段的大规模工程采用:顶部和底部三合土、中部为稻草土的组合改性土修复方式为宜;对于城墙发生夯土塌陷、雨水冲沟等病害部位局部修缮方法采用:三合土改性土为宜。