水泥作为最常用的建筑材料,在地基处理中应用广泛,但其高能耗、高碳排及耐久性不足的缺点,促使人们寻找一种低碳环保且性能优异的胶凝材料来代替水泥。地聚合物是一种新型的胶结材料,因其低碳排、力学性能优异、耐久性良好等特性,受到了广泛关注。国内外对地聚合物的研究,主要集中在建筑材料和重金属固封等方面,而对地质聚合物处治软土这一课题的研究近年来才刚起步,虽取得了一定成果,但还缺乏系统深入的研究。因此,本文采用地聚合物作为固化剂通过深层搅拌桩法加固软土地基,研究地聚合物搅拌桩加固软土地基的力学机理。本文的主要研究内容及成果如下:1、开展了液塑限试验、不排水抗剪强度和无侧限抗压强度试验,分析5%和10%掺入比下的地聚合物加固土的力学性能,发现软土的液塑限、不排水剪切强度和无侧限抗压强度均随着地聚合物掺量的增加而增大。2、在掺入比10%的条件下,研究了龄期、养护湿度和含水率对地聚合物固化土强度的影响,得出固化土强度随养护龄期的增加而增加,随养护湿度和含水率的增大而减小;固化土强度在90天时达到2.1MPa,远大于前期强度。基于试验结果,提出了地聚合物固化土长期强度的预测公式,其抗压强度比UCS₉₀/UCS₂₈接近于水泥加固土。3、在掺入比10%的条件下,开展了一维固结试验和渗透试验,结果表明10%地聚合物的掺入可显著降低软土地基的压缩性和渗透系数。地聚合物的充填和胶结作用使素土压缩性从中压缩性变为低压缩性,渗透系数减小了10倍。4、采用XRD、FTIR、TG和SEM-EDS微观试验技术,分析了地聚合物的水化产物、微观形貌及其随龄期的演化规律,结果表明:掺入地聚合物后,其水化产生的Si⁴⁺、Al³⁺、Ca²⁺等与土颗粒表面离子发生离子交换作用,减小了土颗粒间的距离,使土颗粒发生团粒化作用,促进不排水剪切强度的提高;碱环境下地聚合物粉料中Si-O-Si、Al-O-Al等共价键断裂,硅铝单体随浓度增加出现凝聚反应,产生链状聚合物;经脱水缩合后形成三维网络状高聚物,附着于土颗粒表面并填充土颗粒间孔隙,使土体微观结构趋于密实。地聚合物的主要水化产物为水化硅铝酸钙（CASH）,其生成量随养护龄期的增加而增加;水化产物的胶结和填充作用减小了土颗粒间的孔隙,从而提高了土体强度,减小了土体压缩性和渗透性。地聚合物固化软土的微观机理概括为离子水化、离子交换、絮凝和团聚、火山灰反应和碳化反应。5、开展了地聚合物搅拌桩复合地基模型试验,分析了逐级加载条件下不同面积置换率的复合地基的沉降量、桩土应力和地基承载力的变化规律。随着置换率的增大,复合地基的沉降量、桩顶应力、地表桩间土应力和桩土应力比均减小,地基承载力显著提高,地聚合物搅拌桩复合地基承载力能接近相近置换率下水泥搅拌桩复合地基承载力。6、开展了地聚合物搅拌桩复合地基的有限元数值模拟研究,并与模型试验对比。分别采用Mohr-Coulomb模型和修正剑桥模型模拟地聚合物搅拌桩和地基土力学特性,并通过室内试验获得了相关模型参数,采用ABAQUS有限元软件对不同面积置换率下的地聚合物搅拌桩复合地基的力学性能进行了数值模拟,结果表明数值模拟中所得的沉降变形、桩顶应力、地表桩间土应力和桩土应力比与模型试验值吻合较好,规律一致。