砂土液化会导致土体强度和刚度的损失，是建筑物和基础设施破坏的主要原因之一。由砂土液化引起的地下结构或上部结构的破坏，如位移过大、结构转动和地面破坏，以及地下结构的上浮等在世界范围内广泛发生，如2018年中国松原地震[1]，2016年日本Kumamoto地震[2]。因此，砂土液化一直是土木基础设施中具有挑战性的工程问题。合理评价饱和砂土在液化过程中的性质演变及其对循环荷载的动力响应，是解决液化砂土大变形问题的关键[3]。
利用有效应力原理可以评价液化的起始。Seed等[4]将初始液化定义为首次出现有效应力为零的状态。根据超孔隙水压力（EPWP）可将液化分为液化前和液化后两个阶段。Konstadinou等[5]根据超孔压的增量模式将其分为3个不同的液化阶段，并提出了超孔压的增长表达式。Pan等[6-7]根据应力-应变关系和孔压消散过程将液化过程分为低强度阶段、超线性强度恢复阶段和次线性强度恢复阶段。
虽然有学者关注液化的阶段性特征和阶段过渡的判断准则[8-9]，但现有的研究仍存在一些问题。例如，现有的研究通常只从传统固体连续介质理论的角度考虑液化的阶段性特征。由于，不同粒径分布、相对密度和工作条件的砂土液化过程不同，现有的液化阶段性判断准则也不同。此外，能够描述液化过程阶段性特征的统一流体本构模型鲜有报道。 通过一系列不排水循环三轴试验，研究了循环荷载作用下液化过程的阶段性特征。根据孔压比增长速率，将饱和砂土液化过程分为固态土体阶段、固液相变阶段、触变性流体阶段和稳定性流体阶段4个阶段。基于Gompertz成长函数和孔压触变性流体模型(TEPP)，提出了考虑阶段性特征的修正孔压触变性流体模型(MTEPP)并进行了验证。
（1）根据孔压比增长速率以及反映流动性的剪应变率和表观黏度等参数的响应特征，发现饱和中密南京细砂液化是一个具有阶段性特征的连续过程。根据孔压比增长速率，液化过程可分为固体阶段、固体-流体阶段、触变流体阶段和稳定性流体阶段4个阶段，并根据其他学者的研究验证其四阶段特性及阶段划分方法的适用性。
（2）揭示了饱和砂土阶段变化所需振次及孔压比之间的相互关系，采用Gompertz函数代替线性函数来描述表观黏度与超孔隙水压比之间的关系，通过不同的破坏速率参数c来描述液化阶段特征，提出了考虑液化阶段性特征的MTEPP模型。迭代计算结果表明，提出的MTEPP模型可以较好地模拟孔压和剪应变率的发展过程。
改进的孔压触变性流体模型考虑了阶段性特征，为解决地震液化这一关键问题提供了一种新的统一方法。MTEPP模型是一种模拟土体液化过程的动态模型，不同于传统的应力-应变模型，该模型简化了循环荷载作用下土体的剪胀和剪缩响应，采用动态响应峰值的发展路径，建立了剪应力、剪应变率和孔压比之间的简化物理模型。与传统的液化模型相比，MTEPP模型考虑了孔压比与剪应变率之间的耦合关系，采用Gompertz函数更好地描述了表观黏度与孔压比的非线性关系，并在模型中体现了液化阶段性特征，更适合模拟土体液化大变形行为，并且易于推广到三维模型。
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