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填埋法是处理城市固体废弃物（MSW）最经济有效的方法之一，MSW的沉降变形和强度特性是填埋场运营中最关键的两个问题。量化主要因素对MSW沉降变形规律及强度特性的影响对垃圾填埋场设计、运营、容量估算及填埋场稳定分析具有非常重要的工程意义，研究MSW的应力-应变关系进而完善其本构模型对建立MSW力学理论体系具有重要的理论意义。针对MSW组成的复杂性、填埋条件的差异性及可降解性等特殊性质，本文结合国家自然科学基金重点项目（50538080）“城市垃圾填埋场固、液、气相互作用及土力学机理”，通过大量的室内长期变形、降解及静力三轴试验，系统地研究了MSW的沉降变形和强度特性。借鉴传统土工试验原理、机械设计及环境科学等理论和技术，自主研制了具有测定竖向变形、气体和渗滤液收集及渗滤液回灌、温度控制、加载及竖向和水平调节装置等功能的压缩-降解仪。针对MSW压缩变形室内试验的研究现状及存在的问题，对MSW室内试验方法进行了探索性研究，采用分级加载的试验方法模拟MSW沉降变形及降解过程，考虑了应力和生物降解对MSW沉降变形的耦合作用。试验研究表明，本文的试验设备及建议的试验方法更适合模拟MSW的变形及降解过程。文中还采用该方法系统地研究了竖向荷载、降解条件、初始压实程度及垃圾组成等关键因素对MSW沉降变形影响，通过MSW的沉降变形试验，揭示了MSW的沉降变形机理。采用静力三轴试验研究了MSW在加载—卸载—再加载条件下的变形特性，建议了一个MSW的双线性应变硬化模型，该模型形式简捷，程序易实现，参数完整、概念清楚，具有明确的物理意义，泊松比μ也可以简化成常数。本文建议采用RO1（有机物与无机物含量的比值）作为垃圾组成的分类指标，不同的取值范围采用不同的应力-应变关系：RO1较大时，采用双线性应变硬化模型，RO1较小时，采用双曲线模型。在降解试验的基础上，建议了一个改进的表征MSW生物降解程度的指标，即采用将C／L（纤维素／木质素）用初始值归一后的相对变化量来表征MSW的生物降解程度。研究表明，改进后的生物降解程度指标与时间呈S形变化，并给出了生物降解程度指标与时间关系的表达式。通过现有资料，验证了本文建议的表征降解度指标与时间关系式的有效性及优越性。系统地研究了有机物与无机物的相对含量、有机物与纤维组分的相对含量及生物降解对MSW变形及强度特性的影响，并可通过模型参数很好地反映出来。研究降解对MSW变形及强度特性影响时排除了孔隙比的影响，在相同的初始孔隙比条件下进行了不同降解程度试样的静力三轴试验，研究表明，MSW的生物降解作用将增强填埋场的稳定性。垃圾填埋场中填埋体及场地本身的重新利用是填埋方法处理MSW可持续发展的关键问题，因此，对陈垃圾生物降解及力学特性的研究具有非常重要的理论和现实意义。在室内研究陈垃圾的力学特性，试样获取是一个棘手的问题。本文通过室内降解试验得到陈垃圾，并在三轴试验结果的基础上，提出采用模拟料来研究陈垃圾的力学特性，并给出了模拟料的配制原则及控制指标。根据本文降解试验得到的陈垃圾特性及其三轴试验结果配置了陈垃圾模拟料，并进行了三轴试验，研究表明，采用模拟料研究陈垃圾的力学特性是可行的，可大大缩短制备试样的时间，减少人力和物力的投入。