中文摘要：

对以往地震液化的研究发现，地震液化不仅只发生在饱和砂土区域，也常常与饱和粉土联系在一起。我国许多建筑物、铁路、公路等都建造在饱和粉土区域中，如京沪高速铁路。因此，饱和粉土液化地基的地震安全性问题成为急需解决的问题。碎石桩复合地基是加固液化地基的常用方法之一。本项目对碎石桩加固饱和粉土地基的抗液化特性进行系统的研究，包括不同黏粒含量粉土的液化及变形特性；在循环荷载、随机地震荷载作用下进行碎石桩复合地基加固饱和粉土抗液化特性的大型振动台模型试验，研究饱和粉土-碎石桩复合地基的超孔隙水压力和沉降变形特征；建立与振动台试验模型一致的理论模型，提出饱和粉土-碎石桩复合地基超孔压增长、发展和消散规律的理论分析模型；通过大型振动台模型试验结果和理论分析结果的比较研究，建立碎石桩加固可液化粉土地基设计理论和方法。

结论摘要：

天然饱和粉土分布广泛，其地震液化破坏危害性大。因此，饱和粉土液化地基的地震安全性问题是岩土地震工程领域热点问题。本项目采用多种试验手段结合理论分析研究了饱和粉土的液化机理及碎石桩加固粉土液化地基的动力特性。主要工作如下(1)采用三维有限差分程序FLAC3D对饱和砂土及粉土地基的液化特性进行了对比分析，研究揭示了饱和粉土与砂土液化特性的异同点；对碎石桩加固饱和粉土和砂土地基的超静孔压增长和消散、地表加速度及沉降进行了对比分析，研究结果揭示了碎石桩加固粉土液化地基的有效性及抗液化规律碎石桩排水减压作用从上到下是不同的，成上窄下宽的圆台形，上部影响范围为2D(D是碎石桩桩径)，下部影响范围为4D；桩长的减小只影响底层很小一部分区域，因此，仅从抗液化的角度，碎石桩不必完全穿透可液化土层；碎石桩在加固液化粉土地基时，随着桩间距的减小，复合地基不同深度超孔压比消散明显，动力荷载作用期间竖向变形减小；随着桩间距的减小，碎石桩排水区域存在重叠，碎石桩的抗液化效果与桩体在地基内形成的排水效果密切相关。（2）采用共振柱、动三轴、振动台等一系列的室内试验，分析了粉土动剪切模量、阻尼比的变化规律；研究了干密度、围压、粘粒含量对粉土动强度的影响规律，通过试验发现粉土的孔压增长模型与张建民建议的A型孔压模型较为一致。（3）从微观角度引入了能反映颗粒间细观接触关系的状态参数—粒间孔隙比（粗粒间孔隙、细粒间孔隙比）作为土体状态参数，对细粒含量不同的饱和粉砂及粉土进行了一系列动三轴试验。试验确定了细粒含量临界值的大小，分析了细粒含量及粗、细粒间孔隙比对饱和粉砂及粉土抗液化强度的影响。研究结果表明，含细粒可液化土存在一个细粒临界含量，此时土体的抗液化能力最低；当细粒含量相同时，土体的抗液化强度均随着粗、细粒间孔隙比的增大而减小。（4）通过6个地基模型（2个饱和砂土地基模型、2个饱和粉土地基模型、2个碎石桩复合地基模型）的振动台试验，对地震过程中地基的超静孔隙水压力的长消、地表加速度响应和地基沉降等进行了测试。试验结果表明，碎石桩复合地基抗液化效用主要是增加桩周土体的密度、桩体的排水以及桩体分担地震水平剪应力作用(桩体减震作用)等的作用。通过对比两种复合地基相同深度处的孔压比，发现碎石桩复合地基（变桩长）下部的孔压比相对较大，试验宏观现象表明其能起到较好的排水减压、减震的效果。