Page 232 - 现代建筑的结构设计分析与理论研究

Structural Design Analysis and Theoretical Research of Modern Architecture
现代建筑的结构设计分析与理论研究

4. 加筋处理技术
黄土的抗拉强度远低于其抗压强度，而周期动荷载对黄土的作用可近似为多次压 -
拉作用的组合。通过在黄土内部掺入适当的纤维状物质或筋材，可有效改善土体的抗
拉性能，传递拉应力限制土体侧向位移。此外，纤维状物质或筋材可扩散土体内部的

应力集中，增加土体和其他材料之间的摩阻力，其多孔结构还可有效吸附黄土中的细
粒和游离水，从而形成相对稳定的团絮状结构。因此，通过合理控制纤维状物质或筋
材的掺量及其空间分布，可有效提升改良黄土地基的抗剪强度与抗震性能。马闫等基
于 GDS 动三轴，以玻璃纤维单丝窗纱为筋材，开展了 4 种围压下 10 种不同加筋方式

的黄土动力特性试验，研究了黄土动弹性模量和阻尼比随围压、加筋位置、加筋层数
的变化规律。刘少文等通过数值模拟计算，研究了交通荷载振幅、频率和行车间隔条
件下黄土地区非对称路堤未加筋、加格栅和加 EPS 板 3 种工况的动力特性，发现格栅

加筋的黄土路堤变形控制效果优于 EPS 板，提出交通荷载振幅和频率对路堤变形影响
较大，而行车间隔的影响较小。孙玲通过二维有限元数值模型，对不同黄土非对称加
筋路堤在交通动荷载作用下的动力变形特性进行对比分析，分析了交通荷载大小、格
栅刚度和加筋间距等因素对加筋路堤稳定性和动力响应的影响，发现格栅加筋可以有
效控制非对称黄土路堤的沉降和侧向变形。

（二）基于化学加固的黄土地基抗震处理技术
基于化学加固的黄土地基抗震处理技术，主要是通过在黄土中掺入改性材料，使
之在水的作用下与黄土内在物质发生化学反应，从而提高土骨架的胶结强度，填充土

中的大、中孔隙，封闭孔隙水的渗流通道，从而达到提高地基承载力和抗震性能的目的。
与物理加固方法相比，化学加固从本质上改变了黄土的胶结性，经过水化反应或离子
交换生成的晶体或胶体较为稳定，因而在密实处理的基础上经化学加固的黄土地基稳
定性和抗震性能更加优良。然而，由于加固时掺入了外部材料，其处理成本相对于物

理加固更加高昂。传统的黄土地基化学加固处理掺料主要包括水泥、石灰、酸性溶液
和水玻璃固化剂等，而近年来随着岩土工程可持续发展和生态文明建设理念的推广，
粉煤灰、赤泥矿渣和木质素等工业废弃物也成为理想的黄土地基改良材料。
1. 水泥改良黄土的动力特性

水泥改良是黄土地基处理中最常用的化学改良方法之一，其原理是利用水泥水化
反应产生的水化硅酸钙等胶体的胶结增加黄土的结构强度，同时水泥与黄土的离子交
换可促进改良土中团絮状胶结物的生成，进一步提高土体强度。此外，在土体混合压
实过程中，黄土原有的架空孔隙破坏重组，中、小孔隙增加，胶结物和团絮状物质充

盈于孔隙中形成凝块状胶结结构，土体渗透性显著减小，且细颗粒的增加导致的比表
面积增大有利于对土中游离水的吸附，从而使得改良土的抗震性能显著提高。

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