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固化/稳定法处置重金属污染土的固化效果显著,但在富含侵蚀性离子的地下水环境中,经固化修复的重金属污染土依然存在二次污染问题,其结构、强度及重金属离子的滤出特性将受到严重影响。因此,进行固化重金属污染土在侵蚀性地下水作用下的力学、化学以及微结构等方面的稳定性研究,不仅有助于深化对重金属污染土修复机理的认识,亦可科学指导与完善重金属污染土固化修复技术。本文以国家自然科学基金项目(No.41172273,41372281)为依托,重点研究了在高含盐量(NaCl)地下水侵蚀环境中,固化重金属污染土的强度与变形、化学以及微结构等方面的稳定性。取得了以下主要成果:(1)通过系统的室内试验得出,提高NaCl浓度可导致固化重金属污染土强度降低、压缩性增大;短期浸泡(7天)的试样强度降低、压缩性增大、渗透性增强;与短期浸泡相比,长期浸泡(28天、90天)的试样强度有所提高、压缩性减小、渗透性降低;水泥掺粉煤灰修复重金属污染土的抗腐蚀性优于单独使用水泥固化;不同的重金属离子和浓度的固化土体遭受NaCl溶液侵蚀后,工程性质间存在显著差异。(2)通过三轴试验研究了NaCl侵蚀作用下固化重金属污染土的强度与变形特性,发现固化重金属污染土的变形可分为三个阶段,即:①弹性变形阶段;②塑性屈服阶段;③破坏变形阶段。NaCl浓度、浸泡时间、固化剂类型及掺量和重金属离子类型及浓度对这三个变形阶段有不同的影响。(3)根据TCLP淋滤试验结果,研究了NaCl浓度、浸泡时间、固化剂掺量及类型对固化污染土中重金属离子淋滤特性的影响,分析了不同重金属离子的淋滤特性的差异。通过对不同类型的重金属污染离子的固化微观作用机制分析,发现Pb2+的主要固化机制为吸附、沉淀或物理包裹作用,Cr3+的主要固化机制为化学结晶作用或置换作用。(4)利用扫描电子显微镜技术研究了侵蚀环境中固化重金属污染土的微观结构特征。试验结果说明,NaCl浓度、浸泡时间、固化剂类型、重金属离子浓度及类型对固化土体中水化产物的发展、颗粒间的胶结度和孔隙体积大小有很大影响。