Page 236 - 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

多问题，包括对改良黄土地基的动力特性、高含水率地基的震陷性和液化势研究不足，
地基处理中的成本问题和环境效应，以及复杂条件下的地基长期稳定性以及处理技术
的标准化问题等。因此，相比于黄土地基湿陷性处理技术研究进展，黄土地基抗震处
理领域还存在较大的不足，集中起来，主要表现在以下四个方面。

1. 黄土地基设计中防灾目标的统一性
新黄土具有湿陷性、震陷性和液化势。黄土的湿陷性，本质上是水的作用导致黄
土中可溶性胶结物的溶解流失，架空孔隙结构破坏，从而使得土体在自重或附加荷载
作用下产生沉降的物理过程。黄土的震陷性，则是黄土在动荷载作用下导致土体原有

胶结被破坏，架空孔隙坍塌而造成沉降的物理过程。黄土的液化，是指土体在饱和状
态下由于动荷载作用而产生超孔隙水压力，从而使土体有效应力降低，结构破坏而导
致的地层沉降或侧向扩展。可见，从土体结构破坏的角度，黄土的湿陷与震陷较为类

似，而黄土液化仅针对饱和状态这一特殊的情况，且已有的研究表明，饱和黄土液化
时孔隙水压力难以达到有效围压，其宏观破坏以大变形为主。因此，在进行地基设计
时，可以根据工程实际需求，对消除或减轻黄土地基的湿陷性、震陷性和液化势进行
统一考虑。然而，现阶段有关黄土地基动力特性及抗震处理技术研究及应用相比于湿
陷性黄土地基处理技术明显滞后，对于诸如强夯法、挤密桩法、水泥改良、石灰及二

灰土改良等常规地基处理方法在黄土地基抗震处理中的研究尚不十分完备，对于抗疏
力固化剂、SH 固化剂、木质素等新型改良材料在黄土地基抗震处理中的应用明显不足。
因此，后续研究中应注重对黄土地基的防灾目标进行统筹考虑，提出适用于消除多种

灾害的黄土地基设计方法并对其进行标准化，从而更好地指导黄土地区的工程建设。
2. 复杂应力及外应力条件下改良黄土的动力特性
自然界中土体的受力状态不是单一的，而是根据外界条件和土体内应力的传递表
现出十分复杂的特性。随着土动力学研究的不断深入，复杂应力状态下土的动力特性

成为当前土动力学研究的热点。黄土具有强烈的水敏性和震敏性，在外部荷载作用下
土骨架的变形和土中水、气运移的相互影响导致其动力特性十分复杂，因而给抗震加
固处理技术的具体应用带来了较大的挑战。同时，我国黄土主要分布于北方干旱 - 半
干旱区域，夏季降雨较为集中，且黄土的主要分布区多处于季节性冻土区域，冬季昼

夜温差大。对于地基而言，干湿、冻融循环造成的劣化对其稳定性和抗震性能影响显著。
研究表明，经历多次干湿循环和冻融循环后，土体的结构性会发生明显改变，导致其
强度衰减。而地基土强度的减弱将会影响其正常使用。然而，现阶段有关复杂应力和
外应力条件下黄土地基的动力特性研究十分欠缺。在后续研究中，运用当前土动力学

领域先进的实验仪器和研究方法开展复杂应力条件下抗震加固黄土的动力特性研究，
并考虑干湿、冻融等复杂外应力条件的作用，研究干湿、冻融循环对黄土地基抗震性

• 226 •