砂土液化易造成地陷、建筑物沉降和倾斜、滑坡、隧道及地下管道的上浮等与液化相关的工程灾害。在可液化土体中通入纳米硅溶胶,纳米硅溶胶先逐渐凝聚成链状结构后形成三维网状结构的凝胶,从而加固可液化土体,此固化方法能克服其他固化方法渗透性差、对环境扰动大等缺点。本文通过渗透试验、静三轴试验、循环三轴试验、三轴损伤试验和电镜扫描试验,研究纳米硅溶胶固化可液化砂土的宏观力学特性及微观结构。(1)浓度15%、16%、18%、20%、25%、30%、40%的纳米硅溶胶固化砂土试样的孔隙率大约是标准砂的,其最大渗透系数是标准砂土的0.46%,且浓度越大,固化效果越好,孔隙率越小,渗透系数越小。(2)对浓度16%、18%、20%、25%、30%,养护龄期1d、3d、7d的纳米硅溶胶固化砂土试样进行固结不排水剪切三轴试验,应力应变曲线呈加工硬化类型,试样均表现为一开始小阶段的剪缩性,随后表现为剪胀性;抗剪强度指标粘聚力值在范围内,摩擦角值在范围内;浓度、养护天数越大,其破坏剪应力越大,粘聚力也越大,其剪胀性越明显。(3)对浓度15%纳米硅溶胶固化砂土试样进行固结不排水的循环三轴试验。相比标准砂土,固化后试样具有较强的抗液化能力。在高动应力比、高围压条件下,试样可达到液化状态,轴向应变随循环次数呈线性快速增长;在低动应力比、低围压时,试样未达到液化状态,轴向应变都是由一开始增长速率较快,然后转变为在较小的振次时趋于稳定。(4)对浓度为15%纳米硅溶胶固化砂土试样进行固结不排水循环三轴试验,然后对经过循环振动的固化试样分别进行不排水剪切三轴试验和二次循环三轴试验。循环试样的剪应力随着动应力比的增大而增大;经过循环荷载作用后的抗剪强度与动孔隙水压力系数、剪切过程中孔隙水压力的变化速率以及动应变有关。经过二次循环荷载作用产生的动孔隙水压力几乎都比一次循环的低,且动孔隙水压力增长的速率远远比经过一次循环的小,且不随着动应力比的增大而增大。(5)扫描电镜试验结果表明,固化砂土试样颗粒表面被生成的凝胶覆盖,呈灰白色,颗粒间孔隙很大程度上被填充。但不同浓度固化试样的微观结构有所不同,低浓度固化试样颗粒间的孔隙面积较大,骨架颗粒主要为尖棱状或次尖棱状形态,试样表面产生的裂纹较少;高浓度的固化试样以凝胶黏结为主,骨架颗粒主要为团聚体形态,凝胶表面的裂纹较密集,但在填充孔隙方面效果比低浓度的显著。