软弱土地基压缩性高,承载力与抗剪强度低,地震作用下易发生剪切破坏,不能直接用作建筑物或构筑物的基础。采用土工封装煤渣桩作为地基处理技术,能够显著提升地基承载力和抗震陷性能。受限于土工封装煤渣桩结构的复杂性以及缺少对此类复合地基沉降变形以及地震易损性研究,土工封装煤渣桩尚未在在地基处理中广泛应用。本研究响应“碳中和、碳达峰”的倡议,以煤渣作为土工封装散体桩骨料,完成煤渣岩性及重金属含量测定,验证其环保性;通过荷载板试验和三维有限元模型研究了土工封装煤渣桩单调静力荷载作用下沉降变形特性并对参数进行定性分析;顺应学科交叉融合趋势,通过机器学习方法对影响其沉降变形特征参数进行缩减,基于缩减后参数建立模型进行沉降变形预测;借助Logistic regression进行地震作用下复合地基的易损性分析。本研究取得的主要工作和结论如下:1.完成了本试验煤渣的化学成分和毒性浸出测试,初步验证了煤渣作为土工封装散体桩骨料满足环保要求。煤渣与粉煤灰同源,硅元素与铝元素占比超过80%,物相以无定形态为主,主要结晶矿物为二氧化硅及莫来石,且重金属元素含量远低于规范限值,作为土工封装散体桩骨料兼具经济性与环保性。2.建立大比例尺室内模型与数值模型,揭示了土工封装煤渣桩沉降变形特性。（1）土工封装煤渣桩能显著提高松砂地基承载力,主要鼓胀区域为桩顶以下0～3D（D为桩径）之间,最大鼓胀出现在距桩顶以下1.7D处;（2）土工套筒能够约束桩体径向变形,提升桩体刚度,显著提升桩体承载力并减小桩体径向变形;（3）土工封装煤渣桩对相对密实度越小的砂土地基改善效果较好。当砂土相对密实度为10%时,土工封装煤渣桩复合地基承载力较天然地基提升74%;当砂土相对密实度为90%时,承载力仅提升8%;（4）当土工材料包裹长度大于1.7D时,桩体在1.7D与土工套筒封装段以下位置出现显著鼓胀,最大鼓胀变形受上部荷载影响较大。3.建立多种正则化模型和优化神经网络模型,预测土工封装煤渣桩沉降变形特性。（1）通过正则化对影响桩体沉降变形的特征参数进行参数缩减,结果表明土工套筒环向刚度是影响桩体沉降变形的最重要因素,桩径次之;（2）通过LM-BP、GA-LM-BP与PSO-LM-BP神经网络进行沉降变形预测,在测试集上决定系数R~2均超过95%,遗传算法优化后的神经网络鲁棒性最好;（3）LSTM序列模型能够对土工封装煤渣桩荷载-沉降变形进行精确的超前预测。4.建立Logistic regression对土工封装煤渣桩进行易损性分析。（1）Logistic regression仅需较少数据即可建立易损性曲线,且精度较高;（2）土工套筒的存在能够显著改善土工封装煤渣桩复合地基抗震性能;（3）对变异性较大的土体,应选择更加保守的桩体参数;（4）Logistic regression能定量分析多参数共同影响下复合地基地震下失效概率。