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基于震害中砂土液化对建筑物的破坏极大,本文就粉土质砂的强度及变形影响因素进行研究,主要针对滨海地区自然形成的具有层状沉积砂土。利用自制的模型箱及加载架沉积砂土,可得到分布均匀的层状砂土。从宏细观角度进行剖析,并运用颗粒流软件进行数值模拟,全面探讨层状砂土的强度特性及变形机理,主要结论如下: 1)通过研究细粒层厚度对砂土强度的影响可知,峰值强度和残余强度均随法向应力的增大而增大。影响环剪试验中剪应力与剪切位移关系曲线形状的主要是剪切面的土的性质;粉土质砂的层状样强度要高于非层状样,应力~应变曲线呈现出应力硬化特征。 2)动三轴试验中,随着固结围压的增大,试样的抗液化能力增强;动应变前期增大较慢,后期急剧增加,强度急剧降低,同时变形也更剧烈。随围压增大,动应变剧烈增高,所需要的振动次数越高;围压较小时,振动作用下砂土颗粒重新排列,级配渐佳,即有振密作用,使其强度提高,故层状土的强度高于非层状土。 3)对层状试样和非层状试样进行细观扫描,就其固结状态、液化状态及液化后状态进行分析,主要考虑了颗粒的定向频率、孔隙度、丰度等,结果表明:试样中颗粒的定向性很强,主要是因为沉积过程中经过水的筛选及自身重量的分选作用,使颗粒有了大致的倾向;试样孔隙大致接近长条形,但非层状试样较层状样要接近扁圆形;层状试样的丰度较小,颗粒间的接触面积较大,即层状试样的强度较高。 4)颗粒流软件能够很好地模拟影响砂土强度变化的一般规律,而所选择的接触粘弹性连接模型也恰当地反映了粉土等细颗粒对砂土强度的影响规律,根据平均配位数的变化规律,可以很好的解释具有成层性对砂土强度特性的影响。