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科學問題

孔隙滲流對反復地震下砂土再液化行為的影響規律，地震和滲流耦合作用試驗方法，孔隙滲流對再液化抗力的弱化作用。

研究進展

針對淺表層砂土的反復液化問題，開展了地震-孔隙滲流耦合作用下砂土液化的模型試驗，揭示了震后再固結階段向上的孔隙水滲流對淺表層砂土地基抗液化能力的影響。基于自主研制的地震-滲流耦合作用試驗裝置（圖1），研究了不同水力梯度、滲流時間、地震歷史作用下，淺表層砂土在連續地震作用下抗液化能力的演化規律。結果表明（圖2）：（1）存在一定的水力梯度閾值，當所施加的水力梯度大于該閾值時，滲流作用會降低砂土抗液化能力，且降低程度隨著滲流時間的增長而增強。（2）隨著峰值地震加速度的增加，滲流作用對淺表層砂土地基抗液化能力的削弱程度呈先降低后增加的規律。（3）不同振次后的滲流作用對淺表層砂土抗液化能力的削弱作用不同，總體來說削弱程度隨模型地基密實度的提高而降低。

應用前景

本文揭示了地震和震后孔隙滲流影響下淺表層砂土再液化抗力演化規律，可為反復地震荷載作用下砂土地基反復液化成災機理和觸發評價提供科學依據，完善地震災害防范技術，促進我國防災減災事業高質量發展。

該成果發表在國際權威期刊《Soil Dynamics and Earthquake Engineering》（Xiaoli Xie, Longwei Chen. Effects of coupled seepage and seismic histories on liquefaction resistance of shallow sand deposits. 2023，176. doi: 10.1016/j.soildyn.2023.108319）

圖1 考慮震后孔隙滲流作用的模型試驗系統示意圖

圖2 不同再固結滲流條件下再液化行為隨振次變化規律