自20世紀(jì)50年代以來(lái)，隨著材料科技的發(fā)展，基于工程建設(shè)的需求和環(huán)境保護(hù)的需要，以美國(guó)為代表的一些國(guó)家開(kāi)始大力研究土壤固化材料。初期他們從石灰水泥等無(wú)機(jī)固化劑入手，諸如Ｒawas 等將人造火山灰和石灰水泥用于膨脹土的改良，Bell等將水泥類土壤固化劑應(yīng)用于黏土加固，進(jìn)一步提出將煤灰粉與石灰混合使用可以有效減少固化過(guò)程中引起的土體開(kāi)裂問(wèn)題，另外還對(duì)向石灰水泥中添加PFA與Miller等添加劑展開(kāi)了研究。隨后，越來(lái)越多的有機(jī)類以及生物酶類材料進(jìn)入土壤固化領(lǐng)域，如Attom 等利用橄欖油榨油殘?jiān)紵a(chǎn)物改良膨脹土膨脹特性; Y?nter 等研究了不同類型土壤與聚乙烯醇( PVA) 的相互作用; Khatami 等將植物萃取物等用于提升固化土土體強(qiáng)度。隨著大量的研究，目前已經(jīng)制造出很多商業(yè)化成品，如美國(guó)帕爾瑪公司生產(chǎn)的固化酶，貝塞爾公司生產(chǎn)的貝塞爾液態(tài)有機(jī)高分子土壤固化劑(BS－100濃縮型和TS－100加強(qiáng)型) ，德克薩斯土壤控制國(guó)際公司生產(chǎn)的TOP－SEA系列液態(tài)土壤穩(wěn)定劑等。國(guó)內(nèi)在土壤固化材料方面的研究則較晚，大體上于20世紀(jì)80年代起步。近年來(lái)，我國(guó)學(xué)者在借鑒國(guó)外研究經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)土壤特性與特點(diǎn)，也做了大量研究工作，如: 梁文泉等將改性二氧化硅、活性鋁和鐵通過(guò)配比得到一種灰白粉末狀土壤穩(wěn)定劑;黃曉明等以石灰、水泥、硅酸鹽礦渣為主要材料，并添加馬來(lái)酸、碳酸鈉、氫氟酸、三乙醇胺等不同類型的添加劑，得到一種適用于黏土的土壤穩(wěn)定劑; 尚路等研制出一種可用于膨脹土改性的離子型土壤固化劑，這種固化劑可破壞土壤雙電層，使其利于壓實(shí)等。目前雖然與國(guó)外尚有較大差距，但也有部分產(chǎn)品已得到實(shí)際應(yīng)用，如NCS系列、硫酸鹽系列等。

不同類型的土壤固化劑與土壤作用的機(jī)理各不相同，但其本質(zhì)都是通過(guò)固化劑的添加改變土體架構(gòu)，增強(qiáng)土壤顆粒相互作用，進(jìn)而提升土體強(qiáng)度。無(wú)機(jī)類土壤固化劑對(duì)于無(wú)機(jī)類土壤固化劑，該類材料一般為固體粉末，以石灰、水泥、礦渣和硅酸鹽等為主要成分。該類材料與水接觸后可發(fā)生水化反應(yīng)，產(chǎn)生水化硫酸鈣、水化硅酸鈣等凝膠產(chǎn)物，該產(chǎn)物部分與土壤中礦物活性成分絡(luò)合連接土壤顆粒，部分通過(guò)自身固化生產(chǎn)骨架結(jié)構(gòu)，進(jìn)而固化土體，石灰固化土穩(wěn)定土壤。此外，無(wú)機(jī)類土壤固化劑與水作用后會(huì)釋放鈣、鎂、鋁等高價(jià)陽(yáng)離子，它們會(huì)與土壤膠體顆粒吸附層中的低價(jià)鈉離子或鉀離子發(fā)生離子交換，減弱土壤膠體顆粒中雙電層的厚度，破壞土壤顆粒表面的吸附水膜，進(jìn)而降低土壤膠體顆粒間的排斥作用，促進(jìn)土顆粒間的凝結(jié)。

由于水的存在,經(jīng)過(guò)一系列的溶解、電離效果使土粒周圍的陽(yáng)離子形成雙電層結(jié)構(gòu),使得土壤變成溶膠體。這樣的膠體具有一定的穩(wěn)定性,但相互間的效果力較弱,所以土壤的強(qiáng)度比較差。為了固化土壤,必須將土壤中的水除掉,阻撓這一系列的溶解、電離效果發(fā)作。處理水的方法有兩種:一種是將游離水轉(zhuǎn)化為結(jié)晶水。生成的結(jié)晶水合物具有 膠凝的性質(zhì),可以堵塞土塊中的各種毛細(xì)管道.防止進(jìn)入水分再一次損壞固化土的結(jié)構(gòu)。二種處理水的方法是損壞土粒外表的親水性質(zhì),削弱土粒與水之間的效果力,使用施壓和引流等措施除掉土壤中的水分。

土壤固化劑比傳統(tǒng)的水泥、石灰等土壤固化材料具有更好的性能和經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益。還能解決水泥、石灰、粉煤灰等膠凝材料在土壤加固時(shí)難以解決的一些特殊問(wèn)題，具有獨(dú)特的土壤固化效果和廣泛的實(shí)用性，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于公路的基層及底基層、水利護(hù)坡等工程建設(shè)當(dāng)中。