黄土在我国中西部地区,特别是黄土高原地区,有着广泛的分布,其面积约占我国领土面积的6.7%。同时,这一地区也是强震多发区和高烈度设防区。震害实例调查和室内试验研究都表明这种弱胶结、大孔隙的特殊土在地震作用下较易产生地震滑坡、震陷和液化等灾害。其中,震陷是黄土地基的主要潜在震害。然而,在现行相关工程规范中,尚无专门的处理方法与标准。本项目拟通过现场与室内试验和理论计算分析,研究如下内容(1)黄土地基震陷性的工程评价方法;(2)黄土地基抗震陷的密实处理技术标准;(3)地震作用下黄土地基中灌注桩负摩阻力的计算方法;(4)强夯法、灰土挤密桩法和灌注桩对抗震陷的效能;(5)黄土地基震陷性处理与湿陷性处理的可结合性;(6)黄土地基震陷性处理的技术方法与标准。其成果对于黄土地区建(构)筑物的地基震害预防和西部大开发中的基础设施与重大建设工程的防震减灾具有十分重要的科学意义和应用价值。
本项目系统研究了黄土震陷的微结构机制、黄土震陷性的影响因素、黄土震陷性和危害性的工程评价方法、黄土地基密实处理技术标准、黄土震陷时桩基负摩阻力的形成及其计算方法、黄土地基震陷性处理技术,取得的主要成果包括 1)提出了黄土震陷的微结构破坏机制,建立了基于架空孔隙面积的黄土震陷系数计算公式; 2)提出了黄土地基震陷性和危害性的工程评价方法;黄土震陷性的工程评价指标包括土层年代、含水量、干密度、孔隙比、土层深度、剪切波速、场地卓越周期等;黄土地基震陷危害性评价方法包括一、二维震陷量预测计算; 3)通过室内和现场试验,提出了黄土地基抗震陷的密实处理技术标准; 4)通过现场爆破震陷试验和桩基负摩阻力的监测,证实和观测到了黄土场地震陷时桩基负摩阻力的客观存在及其衍生过程,建立了黄土地基震陷时灌注桩负摩阻力的计算公式,提出了黄土地基中桩基抗震设计方法; 5)结合黄土湿陷性处理施工,试验研究了强夯法、灰土挤密桩法、化学灌浆法、换土垫层法和预浸水湿陷法对黄土地基震陷性处理的效能,分析了黄土地基震陷性处理与湿陷性处理的可结合性,提出了黄土地基震陷性处理的技术方法与标准。