深层搅拌法是处理软土地基最常用的方法之一，水泥是使用最为普遍的软土固化剂，这是因为水泥土具有较高的强度且性质稳定，但是使用水泥作为固化剂也存在显著的缺点，主要表现为能耗严重、高CO2排放量、环境污染和固化速率较慢。基于活性MgO-CO2碳化技术对土体进行加固可以有效解决上述问题。　　本文以国家自然科学基金项目(51279032)、十二五国家科技支撑计划项目(2012BAJ01B02-01)为依托。选用武汉地区典型软土和徐州地区典型粉土作为加固对象，选用三种不同活性的MgO作为固化剂，采用三轴碳化装置通入CO2气体对静压法制成试样进行碳化固化，结合目前已有研究成果，运用室内试验、微观实验和理论分析相结合的方法，对碳化固化效果及反应机理进行研究，主要研究成果如下:　　1、通过无侧限抗压强度、碳化度、pH值、渗透性测试等室内试验，从碳化前后试样体积、质量、密度、强度等几个方面对MgO活性、掺量、土体性质对碳化固化效果影响进行了研究，并在强度、pH、渗透性方面与水泥固化土进行了对比，试验结果表明:　　(1) MgO活性含量的高低对碳化固化的效果有十分显著的影响。MgO活性含量越高，试样碳化后碳化度越高、强度越大、pH值越高;不同土体试样碳化速率、体积变化差异较大，武汉软土试样碳化24小时达到最高强度，体积膨胀最高可达16.7％;徐州粉土试样仅碳化2小时即可达到最高强度，体积膨胀最高仅为3.8％。　　(2)碳化固化土强度随着MgO掺量提高而增大，均显著高于相应水泥土对比样正常养护28天后的强度。武汉软土试样碳化24小时强度最高可达4.34MPa，徐州粉土试样碳化2小时强度最高达7.3MPa。　　(3)徐州粉土试样渗透系数大于武汉软土试样，碳化固化土渗透系数大于水泥固化土，武汉软土试样碳化后渗透系数介于1×10-10m/s至1×10-8m/s之间，徐州粉土试样碳化后渗透系数介于1×10-9m/s至1×10-6m/s之间。　　(4)碳化固化土pH值介于9.0-10.75之间，远低于水泥固化土。　　2、通过对碳化后试样进行X射线衍射实验(XRD)、扫描电子显微镜试样(SEM)、压汞试验(MIP)分别对碳化固化土的成分、微观结构、孔隙分布特征进行了研究，试验结果表明:　　(1)碳化反应过程分为三个阶段，第一个阶段MgO水化成为Mg(OH)2;第二阶段Mg(OH)2与CO2反应生成MgCO3·3H2O、Mg5(CO3)4(OH)2·4H2O;第三阶段MgCO3·3H2O发生分解转变为Mg5(CO3)4(OH)2·4H2O。以上阶段并不是独立进行的，存在几种阶段相互交错的情况。　　(2)MgO活性较低或掺量较低时，碳化后Mg5(CO3)4(OH)2·4H2O在生成产物中所占比例较高，而高活性MgO或高掺量试样碳化产物中MgCO3·3H2O比例较高。MgO活性含量越高或掺量越高时，碳化后生成的产物越多，试样中孔隙孔径越小，碳化固化土微观结构整体性更强。　　(3)两种碳化固化土相比较，武汉软土试样内部产物结晶形态较小、孔隙孔径较小（主要为0.03μm-10μm）、微观结构更为密实。徐州粉土试样累计孔隙体积较小，但孔隙孔径较大（主要为1μm-30μm）。碳化固化土的累积孔隙体积均明显小于水泥固化土，但碳化固化土孔隙孔径较大，由于碳化过程中需要不断的加入CO2气体，因此试样中孔隙多为连通孔隙。