掌握土体的剪切强度、压缩性、渗透性以及液化特性等工程性质,是地质灾害分析评价与防震减灾的关键因素。因此,众多研究者对提高土体工程性质进行了大量的实验研究。虽然一些土体加固方法能有效的提高土体力学性能,达到减轻地质灾害的作用,但是存在对环境的影响大、成本高、施工困难和不可持续发展等缺点。本研究在现有的土体加固研究进展基础上,结合新材料的发展,对应用碳纤维和纳米二氧化硅加固的粉土、黏土和砂土三种典型土体的力学性能及相关机理分别进行系统的研究。通过直剪试验、材料微观结构测试、无侧限抗压强度试验、击实试验和三轴试验,系统分析研究了碳纤维长度及含量、纳米二氧化硅含量对被加固土的力学性能的影响。基于实验结果,本研究获得的主要结论如下:（1）3mm碳纤维在土颗粒间形成相互咬合的网状结构,增强纤维与土体的相互摩擦力,有效的提升土体的内摩擦角和黏聚力。在有水的条件下,纳米颗粒可以在土颗粒之间形成可充分的填充土体孔隙的胶体。这些胶体虽然对土体的内摩擦角的影响不大,但是对土体黏聚力的提升有着显著的效果。当2%的3mm碳纤维和纳米二氧化硅共同作用时,随着纳米二氧化硅含量的增加,土体的剪切强度也不断的增加;黏聚力进一步得到了提高。（2）3mm碳纤维加固黏土时,随着碳纤维掺量的增加,试样的剪切强度变化规律为先增加,后减小。而对于6mm、10mm碳纤维加固黏土,被加固的黏土剪切强度持续增加。在不同的垂直压力下,10mm碳纤维加固黏土的剪切强度增长率小于6mm碳纤维加固土的相应增长率。与未加固黏土相比,碳纤维加固黏土的内摩擦角和黏聚力最大分别提升了25.5%和380%。6mm碳纤维加固黏土的无侧限抗压强度的峰值从142.47kPa增加到317.41kPa,增长了122.79%;弹性模量(E₅₀)从2.54MPa增加到5.29MPa,提升了108.3%。掺入纳米二氧化硅使未加固黏土的黏聚力增长了264.5%,内摩擦角基本没变化。（3）在三轴固结不排水剪切试验中,随着碳纤维的长度和含量的增加,有效的限制砂土的孔隙水压力增长,抗液化的能力也不断的增强,液化势从0.95降至0。在砂土三轴固结排水剪切试验中,随着碳纤维长度和含量的增加,试样的剪切强度和内摩擦角依次增加。50kPa围压作用时,掺有碳纤维试样的体积应变均小于未加固砂土的体积应变,3mm碳纤维加固砂土的变化规律为先剪缩,后剪胀。对于6mm、10mm碳纤维加固砂土,试样基本上是一直保持剪缩现象。且随着围压的增加,加固砂土的体积应变量随之增加,最终均超过了未加固砂土体积应变量。