膨胀土是一种遇水膨胀、失水收缩的致灾性特殊土,遇水后工程性质极差,由于膨胀土导致的建筑问题以及膨胀土边坡的失稳问题给国家带来的巨大的经济损失,目前通常采用化学改良剂（石灰、水泥、粉煤灰等）进行改良,从根本上防治膨胀土遇水带来的灾害和损失。石灰作为一种常用的膨胀土改良剂,改良效果显著,但因其生成的水化物粒径较大,存在较多微孔隙。且在复杂外界环境条件下,石灰改良膨胀土性能易发生劣化。通过添加改良剂（玄武岩纤维、氧化镁）来改善石灰改良膨胀土的性能是目前常用的方法,但这些改良剂还不能完全解决石灰改良膨胀土存在的问题。本文针对石灰改良膨胀土存在早期强度低、耐久性差的不足,添加纳米二氧化硅与石灰掺合为复合改性剂改良膨胀土,得到最优复合改良材料。由于改良膨胀土暴露在空气中,时刻受到二氧化碳的作用,从而对改良膨胀土的性能产生影响。因此本文研究了最优钙基纳米二氧化硅改良膨胀土在碳化作用下的耐久性。通过一系列研究,取得了如下主要成果:（1）当纳米二氧化硅与石灰的质量比为1:8时,总掺量在6%时,具有较好的改良效果。（2）通过室内加速碳化方式对碳化前后改良膨胀土的性能进行研究。结果表明:碳化后的膨胀土无侧限抗压强度和抗剪强度显著降低、微孔隙及大孔隙增大、自由膨胀率增大、比重减小、总体呈劣化趋势。相比于单掺石灰改良土的碳化效果,钙基纳米二氧化硅改良土具有更好的抗碳化效果,弥补了石灰改良膨胀土的不足。（3）通过微观研究,总结了钙基纳米二氧化硅改良膨胀土碳化作用的劣化机理:碳化后氢氧钙石与二氧化碳生成碳酸钙矿物;水化硅酸钙分解为结晶不良的文石或球霰石,大颗粒的水化硅酸钙分解成小颗粒的碳酸钙和硅凝胶,孔隙增多,导致碳化后性能的劣化。由于纳米二氧化硅的填充效果以及疏水网状结构,使得钙基纳米二氧化硅改性土相比石灰改性土具有更好的抗碳化效果。