（二）挑战性土

挑战性土也是本届大会新设置的一个专题。该专题共有8个口头报告，该专题的目标是交流碳酸盐砂（伦敦Boler砂）、含钙质砂土、碎石土、砾石土、新西兰黄土、里海地区Chamkhaleh砂以及尾矿库砂动力特性的实验研究成果，介绍弯曲元法、静动三轴试验、静力触探、动力触探、扁铲侧胀试验等方法在各种类型土评价中的应用，扩展对一些特殊土动力特性的认识，适应新的岩土抗震问题挑战。该专题每场分会报告有65人参加。

Keyvan Mirbaha等针对很少有实验调查分析碳酸盐砂的动力特性，对伦敦地区的一种Boler砂进行了静动力实验，通过弯曲元法对剪切波速（Vs）和小应变刚度（Gmax）进行了测量，分别用指数为0.25和0.5的幂函数对有效应力与Vs、Gmax数据进行了拟合。通过三轴试验测定可知Boler砂的临界状态线与其他一些干净的砂类似，随后利用其临界状态线计算了样本的状态参数（ψ）；发现在不同的相对密度下，ψ与Vs存在不同的关系，这表明对于剪切波速Vs，ψ并不是一个描述孔隙比与有效应力合适的参数。作者团队还通过循环直接剪切实验测定了Boler砂的液化特性，通过实验发现现有的液化触发曲线会高估Boler砂的抗液化强度，导致不安全的液化评价。

F.van Herpen等针对核心层为含钙质砂土的防洪堤，为了保证其达到最低密度以保证不至于在地震中发生液化现象而产生破坏，做了一系列现场跟踪静力触探试验（CPTS）。结果发现一系列的CPTS数据离散性非常大，但仍然有一定的趋势，因此就需要好的最佳密度曲线与现场CPT试验的修正，对此作者给出以下建议：（1）修正协调最小/最大密度性能；（2）确定最佳分层以达到目标密度；（3）排除边界效应；（4）执行足够的CPTs和原位密度试验。

Christopher R.McGann等利用从新西兰基督城获取的地震波孔压静力触探（SCPTu）数据，利用多元线性回归方法建立与由现场CPT数据预测的土体剪切波速Vs之间的关系。通过分析不同CPT参数的偏差和对实测和预测剪切波速Vs的比较分析，对该模型的性能进行了评估。发现如果用最新开发的基督城一般土体（淤泥、沼泽等）CPT-Vs关系来评估黄土，可能会严重低估黄土的剪切波速，表明了黄土特异性预测模型的研究需要。

Andres F.Villarreal Arango等针对波多黎各近海岸构造活跃地区极易发生液化的含钙砂土场地，选取该地区某岛上的一种松散的非胶结的砂土场地进行分析，做了一系列的现场静力触探实验（CPT）、扁铲侧胀试验（DMT）和剪切波速实验，用以预测土的抗液化强度（CRR）。鉴于液化势与特定的场地条件相关，用基于等效一维线性假定的程序EERA进行了场地反应分析，以确定场地的抗震能力（CSR），场地反应谱由IBC-12规范的B类场地设计谱得出，由7条不同频谱和峰值加速度的地震加速度记录反应谱平滑包络而成。通过一系列分析研究提出了评价含钙砂土场地的液化评估方法。(https://www.daowen.com)

在北美地区，贝克尔贯入试验（BPT）是评价碎石土液化的首选，但是该方法价格昂贵且钻杆摩擦误差较大；相反，动力触探实验（DPT）则能有效地避免这些问题。Kyle M.Rollins等同时利用这两种试验方法对曾发生过碎石液化的彭斯牧场场地进行液化评价，动力触探实验采用两种能级：一种采用中国标准能级；另一种采用标准的静力触探能级。结果表明用常规静力触探的能级来进行动力触探实验也能得到良好的效果。作者认为相对于当前的BPT评价标准，基于动力触探实验的液化评价更加经济、更加直接。

Jonathan F.Hubler等针对现有研究中对砾石土中孔压产生变化的研究不足，运用大型动单剪仪对细砾、渥太华C109砂以及两种混合物（分为80%砂含量、60%砂含量和40%砂含量三种情况）分别进行了试验研究。试验中作用在土样上的初始竖向有效应力在100～400 kPa之间，土样有两种不同的密度：松散（47%）和较密（87%）。研究结果表明，相对密度、级配特征对于砾石和砂砾混合物中的超孔压产生是一个非常重要的参数，在初始循环加载试验中，级配良好的砾石土会产生更高的孔隙水压。

尾矿库及其扩容后的抗震性能是一个难点，Michael F.Riemer等针对秘鲁安第斯山脉地区的尾矿库地震稳定性分析，做了室内不排水循环单向剪切试验（应力状态分为当前应力状态、扩容后应力状态）、常规和周期循环荷载下的固结实验以及对材料稳态关系进行了评估。作为对室内试验的补充，还对场地做了静力触探实验。结果表明，在地震荷载作用下，所有土样都产生了很大的孔隙水压和剪切变形，另外还发现，在不同的应力条件下，尾矿库砂的液化势明显不同。

为了研究里海地区Chamkhaleh砂的动力特性，Kazakh Fakharian等做了一系列室内动力试验，并与Firuzkuh砂进行对比，实验土体试样均通过饱和重塑制成，在100 kPa、200 kPa和300 kPa的有效应力作用下固结而成，在应变控制加载周期内，所有试样都保持不排水状态，在试样中间放置一种高精度的位移传感器以测量轴向应变。对两种砂的实验结果进行了对比分析，结果表明Chamkhaleh砂的剪切模量明显高于Firuzkuh砂和石英砂，其剪切刚度平均值高于其他文献中的值，作者认为Chamkhaleh砂的这一特性主要是由于其颗粒棱角分明、粗糙度较大。另外发现两种类型砂的阻尼比却相差不多，说明颗粒特性对阻尼比影响不大。