复杂环境下固化污染土工程再生利用适用性及耐久性研究

污染场地修复是我国日益突出的环境整治难题。固化稳定法处理重金属污染土是目前国际环境岩土工程领域研究的热点。已有研究中关于重金属类型、含量等对固化污染土工程特性的影响一直存在争议，对固化处理后污染土用作路基等建筑填料时的工程适用性尚缺乏深入的理论探讨，尤其对冻融、碳化、循环荷载等典型外部环境影响下固化污染土长期力学和化学稳定性缺乏系统的研究。课题主要围绕以下几个方面进行研究：①固化污染土用作建筑填料时工程控制指标的基本特性；②碳化效应对固化污染土力学和化学稳定性的影响；③冻融循环条件下固化污染土力学性能变化规律及污染物质的淋滤和迁移规律；④循环荷载下固化污染土动力特性及环境风险评价。该项目的开展对于丰富和发展环境岩土工程理论、指导和推广工业致污场地的固化修复及再生利用具有重要意义。

水泥固化稳定技术在国外常被用于处理重金属污染物或污染土，处治后的固化污染土具有相对较好的力学和结构特性，可循环用作工程填料，但是须满足适用性和长期耐久性的要求。本项目通过室内实验结合理论分析，对碳化、冻融、干湿循环等极端环境下水泥固化重金属污染土的工程特性以及压实特性、快速检测方法等进行了研究，具体内容如下：通过室内试验研究了碳化环境下含水率、水泥掺量、重金属含量和种类对于固化污染土强度特性的影响，讨论了碳化深度的影响因素及随时间变化曲线；通过室内试验研究了冻融条件下重金属种类、重金属掺量、含水量、水泥掺量、冻融循环次数、龄期等因素对水泥固化重金属污染土的无侧限抗压强度影响；通过室内实验研究了干湿循环条件下水泥固化重金属污染土的强度特性、淋滤特性和微观结构特性，讨论了重金属种类、水泥产量、干湿循环次数的影响；通过室内击实试验对比了重金属污染土固化前后的击实特性，研究了重金属类型、重金属掺量、水泥掺量和砂土配合比等因素对固化重金属污染土击实特性的影响；通过TCLP淋滤实验、微观结构观测研究了固化剂掺量及种类对固化特性的影响；通过对实验数据的理论分析，讨论了用电阻率法预测固化污染土微观特征及强度特性的可行性。上述成果，可为水泥固化污染土在工程中循环利用的可行性提供理论支持，可丰富、拓展环境岩土领域的相关理论。