随着建筑工程特别是关系国计民生的高速公路、水库大坝建设的迅猛发展,大区域饱和细粒土动荷载作用下出现的微振液化,引发结构物不均匀沉降、沉陷、渗漏及翻浆等病害,影响高速公路等重点工程的安全及使用寿命。目前,有关饱和细粒土在非地震力作用下的液化机理和评价是理论界和工程界十分关注的问题。本文从现场试验和室内试验的角度,研究饱和细粒土在循环荷载作用下液化破坏及变形特性,通过实测数据,进行液化机理、程度及垂向影响深度的研究。 首先,收集较多国内外有关饱和细粒土在动荷作用下的研究资料,进行分析及对比。 其次,选定黄河三角洲现场试验场所,确定试验设计方案,并采用目前国内外先进的原位测试及室内试验手段,取得试验数据并进行拟合、回归分析,为液化判别进行有益的尝试。具体进行以下方面现场及室内试验工作: (1) 通过现场调研和考察,结合实际公路地基勘察项目;选择典型地段进行钻探、取样、标贯、静探、动载荷试验等现场原位测试,取得代表性地段现代黄河沉积形成的饱和细粒土地层结构、力学指标和地球物理参数; (2) 进行室内典型土样的微结构扫描电镜和矿物成分X射线分析;利用一系列常规室内土工试验以及静三轴试验、高压渗透试验,研究黄河沉积的饱和细粒土的基本物理力学性质指标和固结、排水状况; (3) 利用现场循环荷载试验来分析黄河沉积的饱和细粒土在车辆作用下的变形机理。 从现场及室内试验结果分析,得出如下结论: 1.根据现场钻探、取样和室内分析,揭示黄河三角洲饱和细粒土特征,主要为亚砂土夹少量亚粘土,含有细砂、粉细砂。地下水位较浅,土体含水量较大,强度变化较大。土体的微结构特征,总体基本一致,颗粒表层多附着细小颗粒,多数呈椭球状;粒间多直接挤压接触,有极少量链状连接,大多呈骨架状结构。 2.黄河三角洲地基土的液化过程机理研究结论: (1) 施加循环振动荷载时,土体对振动能量的吸收特性受振动导致土体结构性变化的影响,归一化振动能量在研究深度范围内的衰减符合对数型函数关系;振动能量为140N/m~2·次时,在0—30cm范围内衰减速度最快,土体被振动密实,