为了保证河道、湖泊正常的泄洪排污能力及航道的畅通,近些年来,我国每年都要开展大规模的疏浚、清淤工程,同时,随着港口建设和近海岸工程的迅猛发展,均产生了大量的疏浚淤泥。疏浚淤泥主要由黏粒组成,含水率极高且脱水困难,强度低,土力学性质差,并含有一定的有毒有害污染物。目前,国内针对疏浚淤泥处理的主要方法是抛置和填埋。传统的抛弃或填埋处理容易导致一系列的污染及城市环境岩土工程问题,已经难以适应社会的发展。而通过疏浚淤泥的资源化利用,一方面能解决一部分淤泥的处置问题,另一方面还可以为工程领域提供材料,缓解建材资源紧张的局面。但疏浚淤泥的资源化利用也面临着淤泥前期脱水效率低及后期强度低等问题,成为困扰广大学者的难题之一。因此,本文针对疏浚淤泥资源化利用过程中存在的脱水难、力学性质差等关键问题,提出将纤维加筋技术应用到疏浚淤泥处理处置中。通过开展一系列的室内试验,系统研究了纤维加筋技术对疏浚淤泥前期脱水效率及后期增强效果的影响,并深入分析了该技术的作用机理。论文所进行的主要工作及取得的成果如下:(1)对纤维加筋疏浚淤泥开展了一系列干燥蒸发试验,研究了纤维加筋技术对疏浚淤泥蒸发过程及裂隙发育过程的影响。结果表明:纤维加筋淤泥的蒸发速率随纤维掺量的增加而增加,在此基础上,进一步建立了蒸发速率随时间的定量变化关系。此外.发现纤维能有效抑制干燥过程中疏浚淤泥裂隙的发育。(2)对纤维加筋疏浚淤泥开展了一系列固结压缩试验,发现纤维的掺入能增大淤泥在固结过程中的压缩量、孔隙比、压缩系数、固结系数和渗透系数,能有效提高淤泥的固结效果及效率。且淤泥的固结效果随着纤维掺量的增加先增强后减弱,最优纤维掺量为0.1%。(3)对纤维加筋疏浚淤泥开展了一系列直剪试验,研究了在不同的固结压力下,当淤泥排水固结稳定后,纤维掺量对淤泥的含水率、干密度及强度的影响。结果表明:随着纤维掺量的增加,固结后试样的含水率呈现先减少后增加的趋势,而干密度变化趋势则相反,最优纤维掺量为0.1%。淤泥的剪切强度随纤维掺量的增加接近于线性增加。当固结压力分别为50kPa、100kPa、200kPa、400kPa时,纤维掺量为0.8%试样的抗剪强度分别是未加筋试样的1.48、1.58、1.42、1.27倍,固结压力为1OOkPa时,纤维加筋的效率最显著。此外,研究结果表明在低含水率及高干密度条件下纤维的增强效果更显著。(4)通过在纤维加筋疏浚淤泥中进一步加入水泥和粉煤灰进行固化,并对固化后的试样开展了一系列无侧限抗压试验,研究了纤维掺量、固化剂掺量、初始含水率对固化淤泥抗压强度的影响,并分析了淤泥试样的应力-应变特征和破坏过程。结果表明:随着纤维掺量的增加,固化淤泥的抗压强度呈现先大幅升高后略微下降的趋势,最优纤维掺量为0.1%。随水泥掺量的增加,固化淤泥的强度显著提高,而粉煤灰掺量过高时,其强度却下降。随着纤维掺量的增加,淤泥的破坏应变越大,残余强度越高,纤维能够显著改善固化淤泥的脆性破坏模式。而水泥掺量相对较高时,淤泥呈现脆性破坏模式,当粉煤灰掺量相对较高时,破坏应变减小。(5)对纤维加筋固化疏浚淤泥开展了干燥蒸发试验和无侧限抗压强度试验,研究了试样在干燥路径中强度的变化规律。结果表明:纤维加筋固化淤泥强度随含水率的减小而显著增加,当淤泥固化体的含水率从45%降低到5%时,其强度增加了 3倍左右,且接近于线性增加。而纤维的加入显著提高了固化淤泥的无侧限抗压强度,随着纤维掺量的增加,固化淤泥的无侧限抗压强度呈现先增加后略微下降的趋势,且最优纤维掺量为0.1%。随着含水率的降低,纤维加筋技术对固化淤泥的强度提升越来越大,加筋效果越显著。(6)对纤维加筋疏浚淤泥的作用机理进行了深入分析。纤维加筋对疏浚淤泥排水效果的提升主要是因为纤维的桥梁作用为淤泥中水分的排出提供了通道。纤维加筋对疏浚淤泥强度的提升,主要是因为大量随机分布在淤泥中的纤维能够承受一定的拉应力,有效分担外部荷载,并起到约束淤泥试样变形的目的。纤维的加筋效果主要取决于纤维-淤泥界面的黏聚力和摩擦力。(7)本文提出的纤维加筋技术,不仅能够改善淤泥的前期脱水效率,而且能提高淤泥的后期力学性能。该技术简单实用,经济实惠,具有一定的工程应用价值。