活性氧化镁(MgO)碳化固化技术是近年来提出的一种低碳环保、处理软弱土的新方法。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(2012BAJ01802-01)为依托,选用宿迁地区粉土、南京河漫滩地区粉质黏土和海安地区粉质黏土作为处理对象,以活性MgO和CO2为固化剂,采用模型筒碳化装置对静压法制成的试样进行碳化加固。通过室内试验、微观试验和理论分析相结合的方法,对MgO碳化固化土微观机理和应用进行了研究。主要研究成果如下：(1)研究了初始密度、初始含水率和碳化时间对活性MgO处理土碳化固化效果的影响规律,从碳化前后试样干密度、含水率、pH、颗粒粒径分布等方面进行了分析。结果表明：随着碳化时间增长,碳化土的含水率和pH值逐渐减小,碳化后干密度逐渐增加,并在碳化6h后趋于稳定；碳化后黏粒含量减小,粉粒和砂粒含量增加。碳化后试样干密度随着初始密度增加而增加,碳化后含水率随着初始含水率增加而增加；对于宿迁粉土,其碳化后含水率随着初始密度增加呈现先增加后减小趋势,干密度随着初始含水率的增加而逐渐增加并趋于稳定,pH值随着初始含水率呈现先减小后增加的趋势；而对于南京粉质黏土和海安粉质黏土,其碳化后含水率则随初始密度无明显变化,pH值随初始含水率变化不明显,干密度随着试样初始含水率增加而逐渐减小。(2)基于活性MgO碳化固化土的微观机理分析,揭示了初始密度、初始含水量和碳化时间对碳化固化土的矿物成分和微观结构变化基本规律,并提出粉土和粉质黏土的碳化反应微观模型。试验结果表明：(1)MgO固化土碳化后的主要产物是三水菱镁石、水碳镁石和球碳镁石；土体初始含水率越高,土体中未碳化的水镁石越多；生成的碳化产物随碳化时间增加而增多；相应的化学胶结作用和填充密实作用增强,使固化土强度提高；MgO固化土碳化后累积孔隙体积显著降低；随碳化时间增加,试样孔隙率不断降低,平均孔隙直径减小；随初始含水率增加,孔隙率有所增加,平均孔隙直径也略有增加。(3)提出了粉土和粉质黏土的碳化反应微观模型,确定了固化土最短碳化时间：粉土碳化3h强度最高,粉质黏土碳化6-12h获得最高强度。(4)采用模型槽装置,初步研究了整体碳化试验的施工工艺,模型试验结果表明：采用覆盖管注碳化工艺可以实现现场碳化固化软弱土,发现粉土掺入MgO碳化固化后的强度显著高于素土。