一、成果概况

本项成果属土动力学与地震工程研究领域，具体为黄土动静力学物理模拟试验方向，研究解决了黄土室内饱和试验中快速、定量的饱和技术方法。本成果采取了室内土动力学试验、理论分析计算和工程实用化相结合的技术路线，对黄土液化试验中低反压饱和法开展了系统、深入的研究。

1.找到了适合黄土饱和的反压饱和方法及其支撑理论，基于目标时间、目标反压以提高试样饱和度，提升饱和过程效率，且利用该方法饱和的黄土试样架空骨架结构没有发生破坏，如图1。

2.黄土饱和度与初始孔隙水压力系数B值的关系。黄土在B值达到0.3左右时饱和度一般可达到90%，黄土的B-Sr曲线相对于砂土的曲线靠右。由于黄土连通性比砂土等差，在相同激励的情况下，黄土试样孔隙水压力增加量远小于砂土孔隙水压力增加量。随着饱和度的增加，细微孔隙逐渐充满了水，此时在相同激励的情况下，孔隙水压力增加量也瞬间响应，此时B值表现出瞬间急剧增长，验证了砂土反压饱和试验中采用的临界饱和参考指标B≥0.95不适用于界定黄土是否饱和，如图2。

3.不同物性条件对低反压饱和法的影响及其定性判定方法。当试样成分中砂粒含量较高时，用低反压饱和法得到的饱和度较高；砂粒含量较低时，饱和度较低。黄土试样在低反压饱和过程中的扰动变形与试样的密度（取样深度）有关，随着取样深度的增加，试样的抗扰动能力增强。当压差较小时，尽管初始加载对试样扰动较小，但是由于反压绝对值过小，试样饱和时间过长，引起试样颗粒间胶结物溶解，从而导致试样发生较大残余变形；当压差较大时，初始加载对试样造成的扰动过大，极易使试样在试验前破坏，试验结果表明选取压差15～25kPa时对饱和试样的扰动最小，同时可以得到较高的饱和度，如图3、4。

图1　反压饱和前后试样的微结构（兰州桃树坪，σ′3=100kPa，Sr=94%）

图2　不同饱和方法原状黄土饱和度统计

图3　低反压饱和过程的量化

图4　低反压饱和过程中不同压差与试样扰动变形关系

以上主要研究成果，已经在“中央汶川地震灾后恢复重建项目——天水市地震小区划”项目、国家自然科学基金项目、中国地震局基本科研业务经费项目、甘肃省地震局地震科技发展基金项目、中国地震局黄土地震工程重点实验室开放基金项目中得到采纳和广泛应用。