珠江三角洲地区广泛分布着厚度几米至几十米的全新世海积形成的软土层，主要为淤泥、粉砂质淤泥和黏土，具有含水量高、孔隙比大、压缩性高、强度低、渗透性差、结构性和流变性显著等特点而导致地基沉陷和失稳等重大工程事故。为提高软土地基的工程质量，减少工程施工事故，需要深入研究软土的工程特性，提高软土地基的设计和施工水平。但长期以来，人们主要从宏观层次对软土的工程特性进行研究，难于抓住决定软土性质的本质因素从而对其工程特性作出深刻研究。因此，从土体的微观结构分析入手研究软土工程性质是一种“寻根溯源”的方法，可以从本质上深刻了解软土的工程特性。本文以珠江三角洲天然土(或重塑土)为研究对象，从统计学角度研究珠江三角洲软土区域特征及工程性质，并结合矿物成分试验、ESEM试验、压汞试验研究软土渗流固结过程中微观结构因素(如颗粒形状、分布、排列和连结方式、微颗粒聚合体的形态、孔隙数量、孔隙形态、尺度及分布、连通性及曲折性等)的变化特征与分形特征，将软土的微观参数与宏观工程性质结合，解释影响软土特性的微观机制。最后，提出了基于微观试验的修正固结模型，通过实测结果证实了模型的合理性和有效性。本文得到的主要研究成果和结论如下：(1)通过对珠江三角洲软土成因的地质与水文环境、矿物成分、颗粒特征、微观特征等区域特性分析，发现其特殊的宏观工程特性主要由微细观因素决定。利用“偏度、峰度检验法”研究了珠江三角洲软土物理力学指标的分布规律，为今后该地区开展软土工程提供借鉴。(2)与全局阈值分割法相比，局部阈值分割法得到的孔隙比结果与实际更接近。将显微结构二值化定量分析的阀值选择与微孔隙特征测试、三相图计算相匹配的方法，解决目前微观试验结果定量分析中的过渡离散性和人为干扰问题，改善现有微观试验的可靠性和准确性。(3)固结过程中，软土微结构类型逐步发生变化，由蜂窝结构(海绵结构)逐渐向骨架结构、紊流结构、密实结构转化，其连接方式由边-边，边-面连接向面-面连接转化，结构单元体面积明显增加，孔隙减小；重塑土颗粒由于缺乏结构性，揉合在一起，以聚合体为主，呈凝块状结构，相对密实，随着荷载的增加，颗粒单元体以面-面连接方式为主。(4)结构单元体及孔隙的微观结构定量化参数在固结的不同阶段具有不同的规律。在固结前期，当有效应力较小时，由于淤泥土具有一定的结构强度，微观结构处于稳定调整阶段，孔隙数量较少，孔隙比较大，以大、中孔隙为主，结构单元体和孔隙的大小、形态和定向性等变化幅度均较小；当有效应力增至结构屈服应力时，结构逐渐破坏，团聚体破碎，微观结构处于再造剧烈调整阶段，结构单元体等效直径明显增大，圆形度和平均形状系数显著减小，有变狭长趋势并在垂直于压力方向形成明显的定向排列。此时，孔隙数量明显增加，等效孔径不断变小，形态变得更为复杂，孔隙分布由中、小孔隙向小、微孔隙甚至超微孔隙发展，但定向性变化不明显；当有效应力继续增大时，新的微观结构作适当调整，结构单元体与孔隙的定量化参数变化多趋于平缓。(5)珠江三角洲天然软土(或重塑土)的结构单元体和孔隙均具有明显的分形结构特征。综合反映孔隙大小、形态、分布、定向性四方面特征的孔隙结构影响因子与荷载之间具有良好的相关性。研究表明，软土的宏观工程性质与微观参数之间存在紧密联系，固结土的压缩性、渗透性均可由天然部分和固结变化部分构成。其中，天然部分与初始结构性特征(主要是孔隙特征)相关，一般同时与多个结构参数相关；而固结变化部分与固结引起的结构性特征(主要是孔隙特征)的变化相关，最终可表达为与固结压力的关系。(6)建立基于微细观试验(经验公式)的修正固结模型，通过实测结果证实了模型的合理性和有效性。修正固结模型基于土体微细观结构特别是微细孔隙结构特征的物理机制，反映土体固结与荷载的非线性关系。