长期冻融作用下固化重金属污染土工程特性演化及机理

前言 第1章 绪论 1 1.1 土壤重金属污染 1 1.1.1 概述 1 1.1.2 土壤重金属来源 2 1.1.3 重金属与土壤的相互作用 2 1.2 我国土壤重金属污染现状及趋势 5 1.2.1 土壤重金属污染现状概况 5 1.2.2 土壤重金属污染总体格局及趋势 6 1.2.3 土壤重金属污染趋势变化驱动力 10 1.3 重金属污染土修复技术 17 1.3.1 污染土壤修复技术研究及应用 17 1.3.2 固化/稳定化修复技术 23 第2章 研究试验材料与方法 31 2.1 固化/稳定化重金属污染土制备 31 2.1.1 试验用土 31 2.1.2 重金属污染物 32 2.1.3 固化剂 33 2.1.4 重金属污染土制备及陈化 34 2.1.5 试样制备及养护 34 2.2 冻融环境模拟 35 第3章 常温环境下固化/稳定化重金属污染土工程特性及其影响因素 37 3.1 固化剂掺量对固化/稳定化重金属污染土工程特性的影响 37 3.1.1 单轴压缩特性 37 3.1.2 剪切特性 39 3.2 污染水平对固化/稳定化重金属污染土工程特性的影响 41 3.2.1 单轴压缩特性 41 3.2.2 剪切特性 44 第4章 冻融环境下固化/稳定化重金属污染土工程特性及其影响因素 46 4.1 冻融温度对固化/稳定化重金属污染土工程特性的影响 46 4.1.1 单轴压缩特性 46 4.1.2 剪切特性 49 4.2 冻融次数对固化/稳定化重金属污染土工程特性的影响 52 4.2.1 单轴压缩特性 52 4.2.2 剪切特性 57 第5章 冻融环境下固化/稳定化重金属污染土复配固化剂较优配比研究 61 5.1 单一固化剂固化/稳定化铅污染土工程特性演化 61 5.1.1 未固化/稳定化铅污染土工程特性演化 61 5.1.2 水泥固化/稳定化铅污染土工程特性演化 64 5.1.3 石灰固化/稳定化铅污染土工程特性演化 67 5.1.4 粉煤灰固化/稳定化铅污染土工程特性演化 69 5.2 复配固化剂较优配比 72 5.2.1 研究方法 73 5.2.2 单轴抗压强度较优配比 75 5.2.3 抗剪强度指标较优配比 78 5.2.4 变形特性较优配比 85 5.2.5 渗透性较优配比 88 5.2.6 多工程特性指标同时较优配比 91 第6章 长期冻融环境下复配固化/稳定化重金属污染土工程特性演化 92 6.1 复配固化/稳定化铅污染土工程特性演化 92 6.1.1 单轴压缩特性 92 6.1.2 剪切特性 96 6.1.3 渗透特性 101 6.2 复配固化/稳定化铅-锌-镉复合污染土工程特性演化 103 6.2.1 三轴压缩特性 103 6.2.2 剪切特性 109 第7章 长期冻融环境下复配固化/稳定化重金属污染土环境行为演化 111 7.1 研究方法 111 7.1.1 毒性特征浸出试验 111 7.1.2 半动态淋滤试验 112 7.1.3 示踪溶质土柱淋溶试验 114 7.1.4 重金属赋存形态分析试验 116 7.2 复配固化/稳定化铅污染土环境行为演化 118 7.2.1 毒性浸出特征 118 7.2.2 半动态淋滤特征 123 7.2.3 重金属赋存形态特征 129 7.3 复配固化/稳定化铅-锌-镉复合污染土环境行为演化 130 7.3.1 毒性浸出特征 130 7.3.2 溶质运移特征 136 7.3.3 重金属赋存形态特征 137 第8章 长期冻融环境下固化/稳定化重金属污染土工程特性与环境行为演化机理 142 8.1 基于CT图像三维重构的土体细观结构分析 142 8.1.1 CT图像三维重构 142 8.1.2 单一固化剂固化/稳定化重金属污染土细观孔隙特征 143 8.1.3 长期冻融作用下复配固化/稳定化重金属污染土细观孔隙特征 144 8.2 基于SEM图像的土体微观结构分析 146 8.2.1 SEM图像数值化 146 8.2.2 单一固化剂固化/稳定化重金属污染土微观结构特征 147 8.2.3 污染水平对固化/稳定化重金属污染土微观结构的影响 150 8.2.4 长期冻融作用下复配固化/稳定化重金属污染土微观结构特征 152 8.3 基于XRD的物相组成分析 159 8.4 基于SEM-EDS的典型元素分布分析 159 8.5 基于FTIR的组成物质基团结构分析 164 8.5.1 FTIR图谱解析方法 164 8.5.2 复配固化/稳定化重金属污染土分子基团结构变化特征 166 参考文献 169