一、成果概况

1.初步研究了不同成土年代不同深度土层的土样微观结构特征与相应的物理力学性质。结果表明黄土微观结构随着不同形成时期的气候变化而变化，其微结构特征差别较大。相应的物理力学参数，如密度、含水量、动模量等也发生同步变化。这可为黄土场地剖面土层力学性质的判断提供理论依据。

2.对主要黄土沉积区的不同区域的黄土微观结构进行了大范围的取证和类别划分。主要的微结构种类包括：近沙源快速降沙结构（Ⅰ类）；强降尘弱成壤结构（Ⅱ类）；冷干慢速降沙弱成壤结构（Ⅲ类）；河西冷干快速降沙弱成壤结构（Ⅳ类）；温湿弱成壤结构（Ⅴ类）；温湿强成壤结构（Ⅵ类）；中寒弱成壤湿冷结构（Ⅶ类）；温干细粒降尘结构（Ⅷ类）；暖湿淋溶强成壤结构（Ⅸ类）。可以此判断古气候环境的地区差异和震害情况。

3.还探索研究了土的三种性质，即土的多样性、三相性和颗粒性。论文突破以往的研究思路，根据土的三相性建立了震陷残余应变的数学模型，利用土的颗粒性建立了土的波动时程方程。

4.获得了震陷系数计算式，即残余应变与架空孔隙面积、固结应力及相关参数的关系式。所计算出的值基本上能反映不同地区、不同微结构类型、不同含水量下的实际震陷系数，与动三轴试验结果较为吻合。可以对成批的土样进行定量分析，考察区域内土层震陷的不均匀性。

5.利用微观颗粒分析方法与波动理论推导得出土的一维波动时程方程，并结合场地爆破的强震数字资料记录，研究了不同成因土层的非线性频谱特点。此波动时程方程模拟的加速度波形频谱，与实际记录的天然黄土层爆破后的波形频谱非常接近。

6.提出利用土的微结构参数评价土层震陷强弱的方法。评价方法包括微观结构的图像特征分析；偏度统计式估计震陷变形系数；不同成土地域震害的判断。提出的指标参数有：砂粒体积、沉积速率、粒径分布偏斜度、架空孔隙、土层深度等。