桂西大型铝土排泥库库面平整开阔,将其改造利用作耕地复垦将极大地缓解桂西山区耕地资源匮乏的窘境。但排泥库所储尾矿泥浆粒径较细,孔隙比大,含水量高,结构强度趋于零,固结处理难度很大。本文通过现场取样及原位试验、室内及模型试验、理论分析等手段,研究了铝土尾矿泥物理力学特性并建立排泥库典型地层模型,基于典型地层中高含水量软弱层,通过排水→石灰固化→生化固结三个阶段处理,将尾矿泥按流塑态（高压缩性）→软塑态（中等压缩性）→硬塑态（低压缩性）逐渐转化,并获得各阶段处理方式下其排水、化学固化及生化固结机理。研究成果可为铝土尾矿泥浆综合处理提供理论依据和技术支持。本文的主要研究成果有:（1）研究了排泥库尾矿泥物理力学特性,并归纳得到排泥库典型地层及地层特性。基于现场原位试验及取样室内试验归纳总结排泥库尾矿泥浆物理力学分布特性,并通过灰色关联分析认为尾矿泥承载力主要受密度、含水量、液/塑性指数、粉/黏粒含量6个因素影响,其中黏粒含量及含水量与其关系最密切,并由此建立尾矿泥强度多元回归分析模型。在此基础上,根据矿泥承载力深度变化曲线将排泥库分为:①薄硬壳层型、②薄软壳层型、③软弱上层型及④全软弱层型4类典型地层,并总结各类典型地层特性。（2）基于典型地层中软弱层高含水量尾矿泥浆特性,首先通过排水手段将泥浆转变为软塑态矿泥。通过排水试验发现,尾矿泥排水速率呈指数型快速衰减,细颗粒随水渗流在近排水体处形成低渗透性泥皮,阻碍排水的持续进行。在此基础上,研究了滤网孔径、渗流方向、初始含水量、水头压力等因素对排水速率及淤堵性泥皮渗透性影响。发现尾矿泥浆在自重排水条件下,其含水量难以降低至60%以下。因此,排水后尾矿泥仍需通过其它手段进一步固化。（3）针对不同排水条件处理后尾矿泥,研究石灰对其固化机理及效果。通过电镜SEM观测处理前后土体微观结构变化,认为石灰主要依靠水解后提高OH-浓度激活铝土尾矿中金属氧化物,发生火山灰反应生成水化铝/硅酸钙,提高土体抗剪强度。而固化体同时出现膨胀干缩,增大了孔隙率与压缩性。基于固化体压缩性及抗剪强度变化规律,最终获得了不同含水量矿泥最优石灰掺量。（4）对于低含水量尾矿泥,研究通过石灰及微生物综合作用进一步提高其强度。针对含水量为60%和80%尾矿泥,分别采用化学固化、纯菌液生化固结、含培养基菌液生化固结三种方案进行处理。从其抗剪强度和压缩性变化规律来看,对于低含水量尾矿泥,生化固结效果优于石灰固结,而掺入培养基组分能延长细菌存活时间,提高微生物矿化效果。含水量及石灰掺入量会对微生物矿化作用所需的钙源、温度、pH值产生较大影响,最终获得尾矿泥生化固结适用条件及单位体积尾矿泥菌液、石灰掺入量最优配比。进一步通过电镜SEM及压汞MIP试验分析生化固结前后尾矿泥微观结构及孔隙特性变化,发现以石灰作为固体钙源,可以增大土体孔隙率,为微生物在尾黏土中生存及作用提供空间,生化固结作用使大孔隙大量转化为小孔隙,将土颗粒黏结为带经脉状纹路的密实整体,从而提高尾矿泥宏观强度。