土壤重金属污染治理是我国环境保护和生态文明建设的重大战略需求，同时也是环境岩土工程领域亟待解决的重大难题之一。重金属污染土的固化稳定化处理方法效果好、成本低、施工简单，且固化体可作为路基或充填材料等而实现资源化利用，该方法已被广泛应用于国内外重金属污染土的修复工程中。重金属污染土固稳过程是土壤—重金属—固化剂相互作用的过程，重金属的存在会影响土壤特性以及固化剂水化反应过程，土壤特性决定了重金属的存在形态以及固化剂作用效果，而固化剂水化产物通过改变重金属污染土结构性来实现重金属的钝化与固化体工程特性的增强。由于土壤—重金属—固化剂相互作用机理认识不清，复杂环境条件下重金属污染土固化体长期结构特性无法定量预测，导致重金属污染土资源化利用受到限制。为此，开展重金属污染土固稳过程结构特性演化机理研究对有效解决重金属污染土固稳处理工程难题和实现土壤资源可持续资源化利用意义重大。　　为揭示Pb污染土固稳过程结构特性演化机理，本文采用试验探究、理论分析和数值模拟相结合的研究方法，通过实验室和现场试验研究，利用XRD、MIP和SEM等技术，构建了Pb污染土固稳过程宏微观结构特性演化规律，系统揭示了Pb污染土固稳过程的影响规律和内在机制，建立了Pb污染土固化体强度预测模型及Pb浸出过程环境预测模型。研究成果可为Pb污染土固稳处理工艺设计和资源化利用评价提供关键的理论指导与参数支持。　　本文的主要研究内容及成果如下:　　(1)阐明了Pb—土壤相互作用下Pb污染土特性演化规律及微观机制:通过土柱淋溶试验和Pb溶液浸泡试验，探究了Pb在土壤中的时空演化规律和不同浓度Pb对土壤物理力学特性影响规律。结果表明，Pb污染土特性和Pb分布呈现明显的时空效应。随Pb污染时间越长，Pb的形态从可交换态向稳定态转变;Yoon和Nelson方程能很好的表征Pb在土壤中的迁移行为。Pb通过减小粘土颗粒表面双电层厚度使粒土颗粒团聚，结构致密，小孔隙减小，而大孔隙增加，Pb污染土总孔隙增加，粘土矿物晶体平均层间距增大，粘土矿物相对量减小。因此，铅污染土液限和塑性指数降低，粘土粒径增加，最大干密度增大，最优含水率减小，渗透系数增大，粘聚力增大，而内摩擦角保持不变，膨胀性先减小再增加，粘土变得坚硬，压缩性降低。　　(2)揭示了含磷胶凝材料对Pb污染土固稳机理:研究了磷矿石—水泥、磷酸镁水泥(MPC)和KH2PO4—水泥三种含磷材料对Pb污染土的固稳效果及机理，结果表明，磷矿石和KH2PO4对Pb污染土稳定化效果好，但固化体工程特性降低;相同添加量MPC对Pb的稳定效果较OPC好，而工程特性差;磷矿石—水泥和Pb通过形成氟磷氯铅矿而实现了Pb稳定化，KH2PO4和Pb形成了磷酸铅钾。KH2PO4—水泥固化Pb污染土，具有强度大，渗透性小且Pb浸出浓度小等优点，是Pb污染土固稳处理优化得到的最优胶凝材料。　　(3)探明了Pb污染土固化体力学特性及微观结构特性演化规律:研究了多因素对Pb污染土固化体工程特性影响规律及微观机制，结果表明，水泥水化反应速率及其产物量影响固化体微观结构，表现为水化产物越多，固化体内土壤颗粒越团聚，既而导致固化体孔隙体积及分布的变化。固化体微观结构决定了其宏观力学特性，表现为结构越团聚，固化体强度增加，固化体渗透系数和浸出性由孔隙体积及分布规律共同决定。水泥添加量、固化时间、含水率、低压实度等有助于水化反应进行，而Pb、有机质、高压实度阻滞水化反应。低压实度固化体受冻融循环作用影响较大。基于参数归一化及回归分析方法，通过引入强度折减因子，建立了Pb污染土固化体抗压强度预测模型。　　(4)发现了酸雨淋溶和干湿循环作用下Pb污染土固化体浸出行为与机理:强酸对固化体有侵蚀作用，导致水化产物溶解，固化体孔隙增加，Pb迁移性增强。浸出液pH和电导率与固化体中的碱性水化产物释放量有关，且浸出液pH和电导率变化规律一致。固化体中Pb浸出机理受pH影响，随浸提液pH增加，浸出机理由溶解控制向扩散控制转变。柱体淋溶试验表明，Pb的浸出主要集中在前期，并快速趋于稳定。随着干湿循环的进行，固化体内大孔隙增加，宏观上表现为固化体剥蚀、开裂，固化体Pb释放量较普通半动态试验大。浸出液Pb浓度、pH和电导率均随干湿循环次数的增加而减小，固化体累积溶蚀率随干湿循环次数增加而线性增大。　　(5)构建了Pb污染土固化体中污染物扩散过程环境预测模型:固化体中Pb累积释放率、浸出通量分数以及扩散系数随固化体比表面积增加而增大，Pb扩散系数与固化体比表面积间的非线性关系可由式De=a*e[-(S/V)/b]+c确定。衰减模型D(t)=D0（t0/t+t0)n可有效的表征固化体中Pb扩散系数的衰减规律。基于多孔介质和溶质传输理论，通过引入扩散系数衰减模型，建立了固化体中污染物扩散过程的环境预测模型，并求得模型的解析解。通过试验验证，该模型可准确地描述固化体中Pb的释放行为，避免了传统模型预测偏大的局限。　　(6)提出了Pb污染土固稳工艺，明确了Pb污染土固稳过程长期行为:开展了Pb污染土固稳过程现场试验研究，基于1.5年的实时监测数据证实了KH2PO4—水泥固稳Pb污染土的有效性。结果表明，随固化时间增加，固化体内水化反应不断进行，水化产物结晶程度提高，磷氯铅矿的生成为Pb稳定化的机理。固化体孔隙水溶液逐渐从氧化性转变为还原性，Pb浓度保持在较低水平，pH稳定在12左右。固化体强度不断增加、渗透性减小、浸出性降低，但由于CO2的作用，固化体内Ca(OH)2碳酸化，导致固化体特性在后期有微弱劣化趋势。