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随着我国城市化的快速发展,大量重金属污染土场地和特殊土场地的评价和处理成为城市可持续发展面临的技术难题。探索快速、高效和经济的场地工程性质评价技术是目前环境岩土工程界亟待解决的难题之一。电学特性是土体的固有属性,土体电学参数可以有效反映土体自身及其对环境改变的响应特征,对于特殊土微观结构和物理力学特性具有良好的表征作用。本文以国家自然科学基金重点项目（41330641）、国家科技支撑计划项目（2012BAJ01B02）、江苏省2015年度普通高校研究生创新计划（KYLX150140）、国家建设高水平大学公派研究生项目（201606090143）为依托,以天然和人工配制膨胀土和重金属污染黏性土为研究对象,以工程特性评价及应用为目标,采用室内试验、理论分析和模型试验相结合的方法,系统研究了膨胀土和重金属污染土性质的电学评价方法,主要研究内容和成果如下:1、系统总结了土体电学测试方法及机理研究现状,对膨胀土和重金属污染黏性土的工程特性、电学特性及评价方法等相关方面的研究进展进行了综述,指出其存在和需要解决的问题。2、深入研究了黏性土基本电学特性变化规律,建立了双水有效介质模型（EMDW）;通过低频四电极电导测试技术和高频介电反射测试技术的联合应用研究了黏性土状态参数对电学指标的影响;基于双水结构和自相似原理提出了黏性土有效介质（EMDW）模型,分析了双水有效介质模型的可行性和优势;研究结果表明,黏性土自身含水量、密度、孔隙率和饱和度对电学参数有显著影响。黏性土表面存在双电层结构,对于土体整体电导特性有明显的影响;通过双水结构、自相似原理和有效介质模型的引入,建立可以有效描述黏性土整体电导特性的模型方程。3、系统研究了膨胀土的物理化学特性和微观结构变化与电阻率之间的相关关系。提出了基于电学指标的膨胀土膨胀特性评价方法,并通过室内电阻率CPT模型试验,拓展了电学指标在膨胀土原位测试评价中的应用。研究结果表明,伴随膨润土占比的提高,土体比表面积和饱水能力提升进而引起土体膨胀性能提高,电学参数对土体微观结构敏感,采用电学参数的膨胀土膨胀性能评价是可行的,并通过室内电阻率CPT模型试验进行了验证。4、通过电学实验、电镜扫描（SEM）、能谱分析（EDS）、X射线衍射（XRD）、压汞分析（MIP）以及相关物理力学试验等方法,研究了黏性土重金属污染后微观结构和物理力学特性的变化规律,揭示了重金属离子对黏性土的污染机理。试验结果表明,重金属离子侵入后土体微观结构团聚现象明显;重金属离子可以有效吸附在黏性土表面,影响黏性土颗粒表面结合水的收缩特性。同时,重金属污染黏性土的剪切特性随重金属离子的侵入而有一定提高;土体液限、塑性指数和黏粒含量都随重金属污染浓度的增加,有不同程度的降低,而塑限基本保持不变。5、基于电导率和介电常数等电学参数,分析了重金属污染黏性土物理、力学及微观特性随污染浓度的变化规律。引入颗粒表面电导率指标研究了电导率和土体物理力学及微观特性的相关关系,建立了基于电学参数的污染土工程特性评价方法。研究结果指出,颗粒表面电导率的对数函数与黏土颗粒含量C,塑性指数PI和pH值之间呈线性相关性;内聚力和摩擦角归一化参数与电阻率之间亦呈线性增加,且表现出相同规律;采用湿密度和体积含水率,引入初始未污染土电阻率指标建立了重金属污染土污染程度预测方程。对于金属污染土和聚合物改性土而言,其介电常数实部和虚部之间可以形成Cole-Cole圆,且三维空间中有类似的特征。6、设计并开展了不同污染浓度、不同密实度以及不同含水率状态下重金属污染土的电阻率CPT模型试验,并通过与室内低频四电极电导测试结果的对比论证了重金属污染土电阻率参数原位评价方法的准确性和可行性。研究结果表明,电阻率CPT测试结果与室内低频四电极电导所测电阻率结果基本相同。一定浓度情况下随重金属污染黏性土含水率的增加土体电阻率呈减小趋势,随重金属污染黏性土的密实度提高土体电阻率亦呈减小趋势;一定含水率情况下随重金属离子浓度的升高重金属污染黏性土电阻率呈减小趋势。7、以层次分析法为研究手段,结合危害识别、风险表征和确定场地工程特性三步法分析方式,以土体特性参数、土体物化参数和场地电学污染参数为准则层,建立了重金属污染场地评价体系。所建立的评价体系根据相关性给出可以表征重金属污染场地的各项指标参数,分析每个指标的重要性标度并通过判断矩阵计算得出各指标的占比权重。最后根据每个指标的变化幅度评分值加权计算出综合污染指数,进而提出重金属污染场地工程特性的评价体系。采用本文提出的层次分析评价法对重金属污染土的工程特性进行了评价,评价结果与污染土体的污染情况相符合,证明了所建立评价体系的适用性。