黄土地基抗液化处理技术研究

1920年海原8.5级地震、1989年塔吉克斯坦5.5级地震、1811-1812年美国新德里8级地震、2008年汶川8.0级地震和兰州地区振动施工引起的黄土液化实例以及室内外试验研究结果均表明，饱和或高含水量黄土在地震动作用下，不仅会发生液化，而且其触发动应力较低，可造成大面积的土层滑移或沉陷。而目前工程上还缺乏黄土液化的实用评价方法与处理技术。本项目拟通过室内动扭剪试验、土微结构图像测试分析、振动台试验和现场试验与测试等综合研究方法，研究饱和黄土液化等级评价标准和危害性评价方法，提出可实用的黄土地基液化势工程评价方法，建立饱和黄土液化势与其微结构特征参数的定量关系，提出不同地震动强度下黄土地基液化势的密实处理、酸性化学处理和桩基处理的技术与标准。在此基础上，提出基于性态设计理念的黄土地基抗液化处理技术与标准。为相应工程规范的制定和黄土地区建设工程地基抗液化处理提供科学依据和技术。

尽管黄土液化机理和特性方面已有许多研究成果，不过有关黄土液化工程评价方法和抗液化处理技术的研究资料较少，加之对整个黄土区域的覆盖不够，导致研究成果缺乏系统性，国内外相关工程规范尚无针对黄土地基液化判别与处理的具体规定。我国广泛黄土分布区大多地处地震活跃区域，随着城市扩张和农业灌溉条件的改善，饱和或高含水量黄土分布范围也逐渐增加，地震引发液化的可能性很大，急需对黄土液化工程评价方法与抗液化处理技术开展系统研究，并在工程规范中加以考虑。.本项目利用动扭剪仪试验、微结构测试、振动台试验和现场试验测试等综合研究手段，提出了能够用于工程实践的黄土液化势评价方法，并从密实处理、酸性化学改良、桩基础设计三方面建立了基于性态设计的黄土地基抗液化处理技术与标准，填补了黄土地基抗震处理及设计等相关规范的空白。项目完成了既定各项研究内容，实现了预期研究目标，取得的关键创新性成果总结如下：.（1）基于大量室内试验数据，研究给出了不同液化等级饱和黄土基本特征及判别标准，提出了综合判定饱和黄土液化势的室内试验判别方法；.（2）以分析孔压与应变关系为基础，得出了土体抗剪强度丧失规律，提出了饱和黄土地基液化大变形危害性评价方法；.（3）通过分析土体微结构变化特征，获得了不同液化等级饱和黄土微观结构类型及其量化指标，建立了黄土微结构参数与液化势之间的定量关系；.（4）以适用工程实践为目标，研究给出了饱和黄土地基液化势初判、详判时需要着重分析的土体物性或工程勘察指标及其判定标准；.（5）结合多种常用地基密实处理方法，研究了干密度对饱和黄土液化势的影响规律，提出了不同地震烈度下黄土地基密实处理技术及标准；.（6）以饱和黄土液化酸改性化学原理为基础，给出了改良液化性黄土的酸改性配方与施工应用方法；.（7）在国内外首次实施了饱和黄土液化振动台模型试验研究工作，明确了饱和黄土液化基本特性，提出了天然黄土场地液化时桩基负摩阻力及水平推力计算方法；.（8）综合以上研究成果，建立了基于性态设计的黄土地基（包括桩基础）抗液化处理技术与标准。.本项研究取得的创新性成果，是推进针对目前国内外土体液化研究前沿领域和热点科学问题的重要进展，可为国内外黄土地区工程地基抗液化处理提供科学依据和技术方法。上述成果的主体内容已编入《甘肃省建筑抗震设计规程》之中，这是对本项目理论研究水平与成果实用性水平的最高认可。