原位电热导技术是指直接在土壤中设置热源,利用土壤导热性及热源热辐射进行热量传递,实现土壤的原位加热。土壤原位电热导加热技术具有加热设备易操作、加热土体中温度分布均匀等优点,可用于污染土壤的原位热修复和软土地基原位热固结的现场加热,然而目前对于土壤原位电热导加热技术缺乏系统的研究。本文基于数值模拟和原位电热导加热试验相结合的方法,对原位电热导加热粉质粘土的温度场和能耗进行研究,以确定电热导加热技术在实际工程中的适用性和经济性,同时基于微观测试方法分析了原位电热导对土体的固结机理。具体研究内容包括:通过室内试验,测定了土壤的导热系数,分析了含水量和温度对导热系数的影响规律;基于室内试验数据,利用数值模拟软件,建立土壤传热的数值模型,分析了影响土体温度场分布均匀性的参数;通过室外应用试验,分析了土壤在加热过程中温度在空间上的变化规律及能量消耗规律;通过对比加热前后试验土体的矿物成分和微观结构,分析了土壤含水率一定的情况下加热温度对土壤矿物和微观结构的影响。本文的主要结论如下:(1)通过对比含水率为0%～25%和温度为100℃～1000℃的粉质黏土导热系数的大小,得到粉质粘土含水率在0%～20%之内,导热系数随含水率的增长而变大,含水率为20%时,导热系数值最大,含水率超过20%之后导热开始变小。温度为900℃时土体的导热系数最大,其余温度基本保持不变;(2)通过对比分析四热源三角形和正方形热源布置形式、热源温度为600℃～1100℃、热源间距为300mm～700mm的土壤中温度分布情况,发现热源布置形式为三角形、热源温度为900℃、热源间距为500mm时土壤中温度分布较均匀,确定理想加热组合方案为三角形的热源布置、900℃的热源和500mm的间距;(3)通过室外应用试验,得到土壤加热过程中温度在空间上的变化规律及加热过程中的能量消耗规律,通过拟合得到土体升温过程中温度和能耗的计算关系式为:y-A1×exp(-x/t1)+y0;(4)通过对比分析含水率为20%、温度为100℃～1000℃,加热12小时的XRD试验结果发现,随着温度的升高,钙长石和白云母的峰值强度逐渐减小,当温度从700℃提高到800℃时,钙长石衍射峰消失,温度从800℃提高到900℃时,白云母的衍射峰消失,900℃开始出现新的矿物成分钙镁橄榄石;通过SEM试验发现,高温加热会引起土壤微观结构的变化。