我国油田采区、加油站、储油库等场地普遍存在石油泄漏的问题。石油类污染物质能改变土壤矿物组成与结构特征,造成土层承载能力下降,进而引发建筑物发生不均匀沉降,造成严重的灾害性事故以及经济损失。研究石油类污染物在结构性黄土中运移传输机理与力学行为,对石油泄漏场地土体污染破坏状况的准确评估及场地修复具有重要意义。综合采用试验研究(渗透试验、核磁共振试验、土工试验、微观结构试验)与理论分析相结合的研究手段,系统的开展了原油、柴油在结构性黄土、重塑黄土中的渗透传输规律及变形特性,获取创新性成果如下:1.弄清了柴油、原油在结构性土、重塑土中的渗透特性及水、油分布规律,揭示土体中水-油相互驱替及渗透传输机理。随柴油、原油对原状黄土、重塑黄土污染时间的延长,土体渗透系数增大,重塑黄土渗透系数增大程度高于原状黄土,原油对土体渗透系数的影响相对于柴油更为明显。柴油、原油在重塑黄土、原状黄土中渗透传输过程中,土体孔隙水在油的驱替作用下逐渐被排出,孔隙的大部分被油侵入;含水率随着土层深度的增加而增加,含油量随土层深度的增加而减小;随渗透反压的增大,土中的含水量减小,含油量增加。在土层深度为0～4 cm范围内,土体中原油含量明显高于柴油含量;在土层深度为4～10cm范围内,土体中柴油的含量明显高于原油的含量。2.获取了石油类污染物腐蚀条件下结构性黄土、重塑黄土的基本力学参数,弄清了应力与石油类污染物共同作用下结构性黄土的变形破坏规律。随柴油、原油对重塑黄土、原状黄土污染侵蚀时间的延长,土体的膨胀率、收缩率、无侧限抗压强度、抗剪强度参数(粘聚力、内摩擦角)均表现出了减小的趋势,压缩指数变形出了增大的趋势。而且,随柴油、原油污染时间的延长,重塑土与原状土的剪切破坏面逐渐由“斜45°”型向“鼓胀”型转变。结构性黄土的结构发挥度随油污染侵蚀时间的增加逐渐变弱。原油对原状土抗剪强度、结构性的影响显著高于柴油。3.分析了原状黄土的矿物成分、孔隙结构、颗粒组成、结晶相变等结构特征的变化规律,揭示了石油类有机污染物腐蚀原状黄土的结构特性演化机制。在柴油、原油污染侵蚀作用下,原油对重塑黄土表面微观形貌腐蚀效果最为明显,原状黄土颗粒接触结合形式变弱、颗粒聚合体粒度差异变大,其结构性对油的污染腐蚀作用有一定抑制效果。在柴油、原油侵蚀作用下,原状黄土的孔径主要集中在0.01～1 μm和3～100μm、0.01～1μm和3～11μm范围内,重塑黄土的孔径主要集中0.01～1μm和2～30 μm范围内。相对于柴油的污染腐蚀作用,原油对原状黄土的孔隙结构影响更为明显。重塑黄土的孔隙结构受油的腐蚀作用影响比原状黄土小。随柴油、原油污染腐蚀时间的增加,原状黄土、重塑黄土的比表面积表现出先增大后减小的趋势,平均粒径、径距持续减小,原状黄土的中位径剧烈减小后趋于平稳,重塑黄土的中位径较小、受油污染影响不明显。柴油、原油污染重塑黄土、原状黄土的粘聚力、内摩擦角与平均粒径、比表面积、中位径D50有明显的相关性。4.基于修正剑桥本构模型,对模型参数进行修正,使本构模型适用于石油类污染物污染土,建立了油污染土弹性区、塑性区的孔隙比演化数学表达式。采用油污染土固结试验结果验证了模型的可靠性。模型计算结果显示随油污染时间的增加,土体的弹性区首先快速减小,其后缓慢减小,土体承载力在油污染初期下降剧烈,土体变软,在油污染后期土体内应力再次趋向稳定。