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已有震害调查表明,工程结构在地震灾害中遭受破坏的显著原因之一就是结构物之下或周围土体发生了液化;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。碎石桩加固饱和砂土地基的抗液化效果、机理及设计方法已达到共识,而加固饱和粉土地基的研究相对较少。本文通过饱和粉土地基和碎石桩复合地基振动台大型模型试验,研究了饱和粉土地基的液化特性以及碎石桩加固饱和粉土地基的抗液化效果。主要工作如下: (1)根据本次试验研究所要达到的目标,结合工程实践中碎石桩的施工工艺,研制出了一套振动沉管装置,可以更好地模拟碎石桩实际施工方法对桩间土体的加密作用,为后续碎石桩加固饱和粉土地基的抗液化特性的研究提供了试验基础。 (2)完成了饱和粉土地基振动台模型试验。分析了模型地基内不同深度的超静孔隙水压力发展规律、地基表面加速度反应以及竖向沉降量,得到了以下结论:①与饱和砂土地基相比,饱和粉土地基的宏观振动液化现象具有较大时滞性,且液化持续时间较长。②振动过程中,饱和粉土地基中超静孔压随着深度的增加而增大。振动结束后,超静孔压随时间还有缓慢增长的趋势,整个土层出现超静孔压消散滞缓的现象。③饱和粉土地基的超静孔压比随着深度的增加而减小,即浅部土层比深部土层更易液化。 (3)完成了两组不同成桩方法的碎石桩复合地基试验。对比分析了碎石桩的排水减压作用、桩体减震作用以及加密作用对饱和粉土地基的抗液化能力的影响,得到以下结论:①碎石桩作为排水通道加固饱和粉土地基时,在0.12g ElCentro波作用下,最大超静孔压比由未加固前的0.8~1.0降低到0.6~0.8,虽不能防治粉土液化,但能抑制超静孔压的增长。由于振动过程中粉土中的细粒会随着排水通道迁徙至桩体上部,阻塞排水通道。②桩间土体经碎石桩加密后,在0.12gEl Centro波作用下,最大超静孔压比降低到0.4~0.6,能有效地防治粉土液化。③碎石桩单桩水平有效影响范围在2.5d(400mm)之内,小于碎石桩加固饱和砂土地基的有效影响范围。