为实现“建设海洋强国”的国家发展战略目标，满足海洋资源的开发利用和国防建设的需要，我国正大力开展南海岛礁建设。由于我国南海地区钙质砂分布广泛，其工程力学特性不同于普通陆源砂；同时南海自然环境恶劣、岛礁生态脆弱，岛礁建设面临施工效果、环境污染以及成本控制等问题。因此，迫切需要一种生态环保、适合海洋环境与钙质砂场地的新型岛礁加固技术，微生物诱导碳酸钙沉淀（MICP）作为绿色环保的新型岩土加固技术为南海岛礁建设带来了新机遇。本文通过微生物试验、室内循环三轴试验以及模型振动台试验相结合的手段，系统研究了MICP加固技术及影响因素，分析了MICP加固钙质砂在单元尺度和模型尺度的动力液化特性与加固效果。本文开展的主要工作和取得的研究成果如下：
　　①详细阐述了微生物诱导碳酸钙沉积的反应机理，针对低强度微生物加固试样设计了一种MICP加固砂柱试样的制样装置及其试验方法；开展了细菌的选育和影响因素研究，分析了脲酶活性随菌液浓度、pH值、环境温度以及反应液浓度的变化规律，得到了本试验条件下S.pasteurii菌MICP加固技术的最优配方。通过对细菌脲酶活性的研究提出了温控MICP加固技术，开展了两相法、pH法和温度法MICP加固砂柱试样的对比试验研究，试验结果表明温度法MICP加固优于两相法和pH法MICP加固。温控MICP加固技术将为后续开展的MICP加固钙质砂动力特性试验提供技术支撑。
　　②开展了MICP加固钙质砂的循环三轴试验，讨论了MICP加固程度、相对密实度、有效围压和动应力比对钙质砂液化特性的影响，提出了MICP加固钙质砂抗液化指标—增强系数If，发现了MICP加固程度和相对密实度对If有显著影响；通过对MICP加固钙质砂的抗液化指标If与试样质量增量变化规律和微观特性研究，揭示了MICP加固钙质砂的抗液化性能改善机理和土体内部颗粒结构特性的改变对砂土抗液化性能的影响。
　　③开展了MICP加固钙质砂的动强度、动孔压和动变形特性研究，探讨了MICP加固程度、相对密实度、有效围压以及动应力幅值对动强度、动孔压和动变形特性的影响。对动强度经验公式进行了优化研究，提出了MICP加固钙质砂的统一动强度准则；总结了MICP加固钙质砂的三种典型孔压发展模式，提出了一种适用于MICP加固钙质砂的新型统一孔压应力模型；分析了MICP加固钙质砂液化振次与5%应变振次的关系，发现了破坏准则的选取对MICP加固钙质砂破坏时的变形发展和计算动强度大小的影响。
　　④开展了温控MICP加固钙质砂模型地基试验和MICP加固钙质砂振动台模型试验研究，从模型地基的液化宏观现象、加速度响应发展规律、孔压发展规律、地表沉降规律等四个方面讨论了MICP加固程度和加速度幅值对钙质砂地基的动力特性的影响。研究发现随着加速度幅值的增大，各模型地基内加速度放大系数、孔压比和地表沉降发展有不同程度的增大，MICP加固作用可以降低地基内加速度的放大效应，抑制孔压和沉降的发展。在相同加速度作用下，MICP加固程度的提高将增大土体的剪胀效应。MICP加固程度较高的模型地基土在振动作用下表现出明显的相变行为。
　　⑤基于加速度时程响应开展了动剪应力应变、等效剪切模量和等效剪切波速的反演分析，系统分析了不同MICP加固程度、不同加速度幅值下温控MICP加固钙质砂模型地基的动力响应特性以及动强度发展规律。研究发现了MICP加固程度、加速度幅值对MICP加固钙质砂模型地基动力响应特性有显著影响，论证了温控MICP加固钙质砂模型地基的整体加固效果。