孔隙水压力是太沙基（Terzaghi K）有效应力原理的核心组成和土力学的重要参数,能有效表征地基基础和岩土结构物的土体应力状态、失稳过程与机制。作为量测孔隙水压力的微型孔压传感器,与其它压力传感器相比,其拥有透水石和内空腔等复杂结构,并以土体颗粒间自由流体应力变化为测试对象,致使孔压传感器测试的准确性和可靠性一直是岩土工程的重要课题。然而,超重力试验虽被誉为21世纪最为前沿、最为先进的物理模拟试验手段,能以1m厚小比尺模型复现几十至几百米厚土体受力状态和变形机制,但受相似律准则要求,超重力试验具有高频振动、粘滞液体、高压荷载及强电磁环境等特殊测试条件,为此对孔压传感器的测试准确性与可靠性也提出了严苛的要求。同时,2010年被国际公认为“标准”高频响孔压传感器PDCR-81宣布停产后,导致全球超重力实验室陷入缺少孔压传感器货源的窘境,而我国现有孔压传感器多适于静力测量,在动力测量、响应精度、长期稳定性等方面普遍表现不足。因此,研发国产高频响微型孔压传感器是一项势在必行的重要课题,也是满足超重力试验技术发展的迫切需求。《土工离心模型试验技术规程》（DL/T 5102-2013）明确给出孔压传感器饱和方法与操作步骤,而对于其标定方法和技术参数,缺少明确的方法规定和指标要求。当前国内外孔压标定装置多由三轴压力室等改造而成,以传感器静力标定为主,无法实现孔压传感器的动态性能测试与标定。近期,美、英、中等国组织开展的LEAP-2015超重力平行液化试验中孔压测试结果和液化阈值呈现显著离散,为此诸多学者对孔压测试准确性与可靠性提出较大质疑,强调应结合孔压量测技术的差异性给出合理分析。鉴于超重力试验孔压测试水平发展起步较晚,目前国内诸多学者针对孔压影响因素分析研究也主要集中在单元本构模型试验。本文以超重力试验孔压测试准确性与可靠性技术发展的迫切需求为背景,由研发孔压动力响应标定装置、研发可替代PDCR-81的国产新型高性能孔压传感器、开展超重力试验孔压测试影响因素分析与规范建议、构建新孔压增量模型等关键问题为切入点开展研究工作。主要研究工作与创新成果如下:1.借鉴UC Davis装置原理,自主研发一套全新孔压动力响应标定装置,验证了其动态压力均匀性、高量程承压密封特性和任意压力波控制等特点。建立了适用于超重力试验孔压传感器评价指标和标定方法,并揭示了国际3种代表性微型孔压传感器在频响、精度和稳定性等方面的差异;探讨了规范饱和法下对传感器响应速率、准确性的影响特征,结果表明各孔压传感器呈现明显幅值衰减与响应滞后现象;对比了规范真空-搅拌、真空连续与常大气压3种饱和法对传感器饱和速率的影响,可分别以饱和9h、16h和4d作为满足其动力测试准确性的评判依据。2.剖析了国内外多种典型微型孔压传感器的设计结构、选材等及常见故障形式,自主研发了一种国产新型高频响、分体式微型孔压传感器DSP-II,阐述了其设计原理、结构组成和主要特点及关键技术。以国际标准PDCR-81传感器为参考基准,开展了多组静/动力标定试验,以评价新型DSP-II传感器的线性度、响应时间和幅值误差等指标,结果表明国产DSP-II与国际PDCR-81测试结果高度吻合,可满足频率≤200Hz常规超重力试验需求;通过开展纯水、饱和砂模型超重力试验,验证了DSP-II传感器测试精度、频响速率和稳定性等性能,结果表明国产DSP-II达到国际“标准”PDCR-81的量测性能,证明了其可良好替代PDCR-81。3.针对超重力试验环境开展孔压影响因素分析与可靠性研究,设计与建立了干砂、饱和砂与纯液体模型超重力平行试验与标定方法。探析了离心加速度、黏滞系数和布设方向等单一状态参数,对孔压测试准确性的影响特征与误差成因,结果表明:离心力由0～50g时,干砂模型中各传感器变化量均＜1.0k Pa,影响可忽略;黏滞系数由1～100cst时,其响应速率和分辨力均呈现下降趋势,在液化阈值与孔压模型研究中应充分考虑;不同布设方向对超静孔压具有显著影响,分别受动剪应力和超静孔压渗流干扰,导致顺向孔压振荡严重,竖向孔压比＞1.04,而垂向则为最佳布设方向;强电磁环境下影响可忽略。提出的超重力试验孔压标定方法和影响因素,为修订行业规范标准、建设重大科技基础设施建设提供依据与参考。4.基于Ishibashi各因素乘积形式的基本思想,考虑了有效应力、动剪应力比、循环振次和固结比等关键因素,构建了适于超重力液化试验的全因子孔压增量模型。通过DSP-II传感器测量液化孔压动力时程,验证了不同荷载、密实度、埋深条件下新孔压增量模型预测饱和砂土孔压发展过程和液化阈值的准确性与普适性。给出了不同密实度砂土的抗液化强度与计算参数,结果表明随着砂土抗液化强度的减小,初始液化触发循环振次N逐渐增大;随着相对密度Dr的增加,抗液化强度也随之增大;该模型计算的抗液化强度预测点与试验实测点基本吻合,可较好地预测超重力试验饱和砂土的抗液化强度点。