长期冻融作用下固化重金属污染土工程特性演化及机理

在我国目前主要以再开发利用为目的大量开展污染场地修复工程，以及我国冻土区国土广阔等背景下，《长期冻融作用下固化重金属污染土工程特性演化及机理》以水泥基固化剂固化/稳定化重金属污染土为对象，系统研究了固化/稳定化修复后的重金属污染土在长期冻融环境胁迫下的强度、变形和渗透性等工程特性，以及污染物再溶出、运移及重金属赋存形态等环境行为特性的演化特征及其细微观机制，以期为保障固化/稳定化修复重金属污染土在工程建设等再利用场景中的长期稳定性提供科学参考。
本书可供重金属污染土修复及固化/稳定化重金属污染土长期稳定性等研究领域的研究人员、专业技术人员、高校研究生阅读和参考。

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