水泥固化稳定重金属污染土的研究是目前国际环境岩土工程界研究的热点、重点、难点课题之一。开展水泥固化稳定重金属污染土机理与工程特性的研究，对于满足我国城市工程建设需要、保证社会可持续发展、保护地球资源以及人类生命安全具有重要意义。　　 本文以教育部博士点基金项目(No．20060286031)和国家自然科学基金项目(No．50878052)为依托，以水泥固化重金属污染土(Cement Treated Heavy Metal Contaminated Soils，CHMS)为研究对象，以污染地基的处理方法与应用技术为研究目标，通过室内试验和理论分析，系统研究了水泥固化污染土的强度特性、应力应变特性、固化机理、微观特性、电阻率特性、淋滤条件下的化学稳定性。取得了以下主要研究成果：　　 (1)系统回顾了国内外污染场地修复技术的研究现状，总结了重金属-水泥-土之间相互作用机理和工程特性方面的研究成果，指出了这些研究中存在和需要解决的问题。　　 (2)比较了溶液中不同类型重金属离子的浓度与电导率、pH值、温度的相关性；提出了适用于污染土和水泥固化污染土的四相分散体系分析方法和基质干密度的概念；研究了水泥掺量和铅离子浓度对Pb-CHMS阳离子交换量的影响。　　 (3)通过室内无侧限抗压强度试验，系统研究了CHMS的无侧限抗压强度特性：比较了重金属离子的类型和浓度、单金属污染或多金属污染、水泥掺量、龄期对CHMS强度的影响；通过分析重金属离子浓度对CHMS强度的影响，提出了“临界浓度”的概念和不同CHMS对应的“临界浓度”范围，建立了CHMS早期强度和长期强度随重金属离子浓度变化的简化模型；探讨了基于龄期、基于水泥掺量和重金属离子浓度的CHMS强度预测方法；建议了实际工程中宜采用的CHMS强度评价指标。　　 (4)通过单轴应力应变曲线分析，系统研究了CHMS的破坏应变、变形模量、以及韧性指数等变形特性：比较了重金属离子的类型和浓度、单金属污染或多金属污染、水泥掺量、龄期对CHMS单轴应力应变曲线特征的影响；分析了不同重金属离子浓度CHMS的破坏应变规律；通过分析重金属离子浓度对CHMS变形模量的影响，提出了“临界浓度”的概念；比较了不同重金属CHMS在不同龄期时变形模量的差异；研究了CHMS变形模量与强度的关系，并讨论了重金属离子浓度对相关参数的影响规律；提出了根据韧性指数来反映重金属浓度对CHMS材料韧性特征影响的方法。　　 (5)提出了根据相对含水量变化率来预测CHMS水化反应程度的方法；建立了不同重金属离子浓度CHMS的水化反应速率简化模型；通过分析重金属离子浓度对CHMS相对含水量变化率、基质干密度的影响，提出了“临界浓度”的概念；研究了CHMS的相对含水量变化率、基质干密度、孔隙率与强度的关系，并提出了根据相对含水量变化率进行强度预测的方法；指出了对高浓度重金属离子CHMS采用基质干密度作为基本物理指标的意义；通过扫描电镜试验，比较了不同重金属离子类型和浓度、不同水泥掺量、不同龄期CHMS的微观结构特性，总结了水泥固化重金属污染土的微观机理以及高浓度重金属离子阻碍水泥水化反应的微观机理；通过能谱法对CHMS进行了定性和定量分析，提出了根据试样的Al/Ca、Si/Ca值来判断水泥水化反应程度以及C3A、C3S水化速率的方法；建立了Al/Ca-Si/Ca与水泥水化反应完成率的相关模型；讨论了不同重金属离子类型和浓度、不同水泥掺量、不同龄期CHMS在Al/Ca-Si/Ca坐标系中的分布规律。　　 (6)通过CHMS的电阻率测试和孔隙水溶液的电导率测试，比较了重金属离子类型和浓度、水泥掺量、龄期对CHMS电阻率、孔隙水电导率大小的影响；建立了CHMS电阻率与龄期、饱和度、孔隙率、强度的关系，验证了电阻率测试技术用于CHMS工程特性评价的可行性；讨论了饱和度、干密度达到临界状态时的CHMS电阻率变化规律；通过非饱和土的电阻率模型，预测了CHMS的胶结系数：讨论了金属离子类型和浓度、水泥掺量、龄期对胶结系数的影响。　　 (7)通过TCLP淋滤试验、Tank淋滤试验、柱体淋滤试验，比较了不同Pb2+浓度、不同水泥掺量、不同龄期Pb-CHMS中pb2+的溶出特性；分析了pb2+的溶出机理以及pH环境对溶出过程的影响；给出了能满足Pb-CHMS环境风险要求的合理水泥掺量；研究了浸提液pH值、强酸弱酸性、浸提时间和静置时间对TCLP淋滤结果的影响；比较了更新浸提液与不更新浸提液对Tank淋滤试验效果的影响；讨论了水泥掺量对Tank淋滤试验中的有效扩散系数的影响；研究了柱体淋滤试验中Pb-CHMS渗透系数的变化规律；比较了Tank淋滤试验和柱体淋滤试验中浸出液电导率与浸出pb2+浓度的相关性，探讨了实际工程中根据电导率来判别重金属离子淋滤趋势的可行性。