膨胀土在我国分布广泛,覆盖20多个省（区）的180多个市县,总面积超过10万平方公里。随着国家大力提倡“一带一路”战略目标的实施,诸多地区不可避免地遇到各种膨胀土工程问题。膨胀土矿物成分主要以黏土矿物为主,表现出遇水膨胀和失水收缩的特性,使膨胀土不能直接进行工程应用。目前工程中常用换土法和化学改性处理膨胀土,存在成本高,对环境造成不良影响等问题。响应国家“十二五”规划的号召,建设资源节约型、环境友好型的“绿色工程”,本文采用微生物固化的方式对膨胀土进行固化处理,通过无侧限抗压强度试验、直剪试验、膨胀收缩试验、冲刷试验、崩解试验、扫描电镜、X射线衍射等一系列室内试验和理论分析,对微生物培养影响因素、微生物固化膨胀土影响因素和微生物固化膨胀土工程特性的改良微观机理进行深入研究,并基于Box-Behnken—响应面法,采用聚丙烯纤维和聚丙烯酰胺对微生物固化膨胀土进行进一步改良。主要研究内容及成果如下:（1）适宜的培养基、接种比例和培养环境（温度、p H值）有利于微生物的生长繁殖,巴氏芽孢杆菌适宜的培养温度为25～30℃,p H值为8～10,接种比例约为5%。在该环境条件下培养菌种的脲酶活性相对较高。（2）影响微生物生成碳酸钙的主要因素为胶结液浓度和胶结液与菌液配比。在一定脲酶活性条件下,生成碳酸钙的量与胶结液的浓度和配比成正比。微生物固化土在养护温度为25～30℃下,碳酸钙的生成量较多,并且随养护天数的增加逐渐增多,7d后逐渐趋向稳定。（3）微生物诱导尿素水解生成具有胶结性质的碳酸钙,碳酸钙胶结土颗粒,填充孔隙,增加了土体的密实度以及土颗粒之间的粘聚力和摩擦力,并且随着养护天数的增加,固化效果越显著。微生物固化膨胀土养护30天后,相比重塑膨胀土,无侧限抗压强度提高了52%;粘聚力增强了24.89%;内摩擦角增加了141.8%;崩解量达到零崩解;冲刷量降低92.3%;自由膨胀率降低40.8%;膨胀力降低38.4%;线收缩率降低26.64%。（4）聚丙烯纤维和聚丙烯酰胺的掺入进一步改良了微生物固化膨胀土,通过响应面法和验证试验,获得最佳优化方案为聚丙烯纤维长度为9mm,聚丙烯纤维掺量为0.5%,聚丙烯酰胺掺量为0.12%。在此条件下养护7天的微生物固化膨胀土的无侧限抗压强度可达到1.24Mpa,养护1天的崩解量仅为0.34%。