Page 233 - 现代建筑的结构设计分析与理论研究

第七章 建筑结构抗震设计

王家鼎等基于动三轴试验对不同水泥掺量、浸水条件、压实系数和动荷载频率下
的水泥加固黄土动弹性模量和阻尼比特征的研究结果表明，水泥加固黄土的动力特性
随着水泥掺量的增加而显著提高。王谦等开展了不同配比的饱和水泥改良黄土的动三
轴试验，发现在黄土中掺入一定量的水泥可以有效消除改良土地基的液化势，水泥掺

量超过 5% 后，饱和改良黄土的动残余变形和动孔隙水压力均明显减小；并结合电镜
扫描分析结果，提出了水泥改良消除黄土地基液化势的作用原理。张沛云等通过短时
及疲劳动三轴试验，研究了水泥改良黄土的动力稳定性评价参数随水泥掺量、围压及
固结比的变化规律，发现改良黄土的短时动剪应变门槛、动应力门槛及疲劳动剪应变

门槛、动应力门槛均随着水泥掺量、围压及固结比的增大呈近似线性增加。马学宁等
研究了列车动荷载作用下水泥改良黄土的动力特性，提出改良土的临界动应力和临界
动弹性模量均随水泥掺量的增加而增加，改良土用于高速铁路路基可完全满足变形要

求。X.N.Ma 等研究了水泥改良黄土循环剪切应变阈值和临界动应力，评价了水泥改
良黄土作为基层填料的长期动力稳定性，提出水泥改良黄土作为高速铁路路基底层时
的最优掺量为 5%。买晓斌等分析了围压、频率、振动次数、动荷载大小等因素对水
泥改良黄土动变形的影响，发现水泥改良后黄土路基的弹性变形和累积塑性变形均明
显减小，并对不同水泥掺量的改良黄土路基累积塑性变形进行了预测。许书雅等基于

室内动三轴试验，研究了强震动荷载作用下的水泥改良黄土动残余应变，估算出水泥
加固黄土地基场地的震陷量，结合 SEM 细观结构测试，分析了强震荷载作用前后水
泥加固黄土微观尺度的结构变形演化规律。

2. 石灰改良黄土抗震处理技术
石灰是一种以氧化钙为主要成分的气硬性无机胶凝材料，其加入黄土后会和黄土
发生离子化反应、离子交换 - 水胶连接作用、固结反应和碳酸化结晶作用，生成硅酸
钙化合物、铝酸钙化合物以及钙铝黄长石水化物等，增加黄土颗粒间的黏聚力，并形

成团粒结构，使黄土颗粒之间的咬合更加深入，从而显著提升黄土地基的承载力和长
期稳定性。X.N.Ma 等、买晓斌研究了作为铁路基层填料的石灰改良黄土的循环剪切
应变阈值、临界动应力和长期动力稳定性，提出掺量为 6% 的石灰改良黄土可作为高
速铁路路基底层材料，但其动力稳定性低于 5% 的水泥改良黄土。M.Wang 等基于室

内动三轴试验研究了不同含水率、围压、振动频率、固结比和循环次数条件下石灰改
良黄土的动力特性，提出石灰改良黄土的动应力 - 应变曲线符合双曲线模型。胡大林
等研究了不同振动频率、固结比和动应力幅值下石灰改良黄土动力特性，发现石灰加
固黄土的阻尼比随频率的增加而增加，随固结比的增加而减小，动弹性模量和固结比

正相关，且对振动频率不敏感。羊群芳研究发现，在黄土中添加石灰可有效降低土体
的孔隙率和孔隙分布分维，石灰 - 粉煤灰改良黄土的孔隙分布分维相比于纯石灰改良

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