在我国城市化进程中,污染场地风险控制是城市可持续发展所面临的重要课题。对污染土工程特性和相关物理力学指标变化的研究是环境岩土工程的重要课题。本文以国家自然基金重点项目(NO.41330641)为依托,以南京地区典型黏土、粉质黏土为研究对象,以铅、锌为重金属污染物,以羟基磷灰石(HAP)作固化剂,研究了土体受重金属污染、经固化剂修复前后的热导率、物理力学特性及其变化规律,并基于层次分析法建立了重金属污染场地的分类评价体系,完善了对重金属污染土的评价方法。主要研究内容和成果如下:(1)系统研究了重金属污染土的热传导特性及其变化规律。通过室内试验,研究了污染浓度、含水率、干密度对重金属污染土热导率的影响。试验结果表明,污染土的热导率随污染浓度增大而线性增大,随含水率的增加呈指数关系增大、随干密度的增加呈线性增大;在相同条件下,锌污染土的热导率大于铅污染土;各因素对重金属污染土热导率的影响程度由大到小依次为污染浓度、干密度、含水率;将污染土的热导率以相同状态下未污染土的热导率为基数进行归一化处理后,归一化热导率与污染浓度之间存在线性关系。(2)通过室内试验,研究了污染浓度、污染物类型对重金属污染土微观结构和物理力学指标的影响,并建立了热学参数与物理力学参数间的相关关系。试验结果表明,受重金属污染后,土体结构出现“团聚”现象,孔隙增多,颗粒间有效接触面积减小,骨架结构遭到破环;随着污染浓度的增大,土体的无侧限抗压强度减小、黏粒含量降低、易溶盐总量增大,且锌污染土的微观结构和指标变化更加明显;热学参数与物理力学参数间拟合关系良好,可通过测量热导/阻率判断土体工程性质的改变。(3)采用层次分析法,以场地污染参数、物理力学参数、土性变化参数为准则层,以污染物含量、污染物类型、场地类型、热导/阻率、无侧限抗压强度、黏粒含量、易溶盐总量为指标,建立了重金属污染场地的分类与评价体系。(4)通过室内试验,研究了羟基磷灰石(HAP)掺量、养护龄期对固化重金属污染土的微观结构、抗压强度和热导率的影响。试验结果表明,HAP对重金属污染土的土体结构有明显改善;随着固化剂掺量和养护龄期的增加,无侧限抗压强度逐渐增强,热导率逐渐减小;并且HAP对铅污染土的修复效果更好。