Page 238 - 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

来控制微生物反应的进度和有效产物的生产量。作为一个全新的研究领域，微生物改良
技术在近十年间取得了快速进展，并已在砂性土和软土加固、防渗、砂土液化防治、土
体抗侵蚀和污染土治理等领域开展一定的应用。在地基处理、文物保护等领域，采用微
生物诱导碳酸钙沉淀（MICP）进行的土体加固和文物修复已经成为一种新趋向。特别

是其自然、环保的特性在岩土工程可持续发展的背景下具有广泛的应用前景。
利用微生物改善土体性能的机理主要包括通过微生物吸附、诱导微生物生成无机
物沉淀、微生物表面活性剂附着和气体填充等方式改变土体的微观结构，使土颗粒之
间的胶结增强，土体内团絮状物质增多，密实度增大和渗流通道的阻断等，而在宏观

上主要表现为土体强度提升和渗透性降低。对于黄土而言，土体中的碳酸钙等可溶性
盐是土颗粒之间的主要胶结物，且黄土湿陷、震陷和液化等主要灾害的本质是水、地
震等外界因素导致土体结构失稳破坏。因此，微生物改良中有关生成碳酸钙沉淀对土

体进行胶结、生成的团絮状胶结物对土体的充填和渗流通道的阻断等特性与黄土地基
改良十分契合。此外，微生物改良所独具的天然、环保属性对于减轻工程建设对黄土
高原生态环境的破坏十分有益。然而，现阶段有关微生物改良在黄土地基处理中的应
用研究较少，有关微生物改良黄土的动力特性及其抗震性能研究几乎处于空白。因此，
开展微生物环保固化技术在黄土地基抗震处理中的应用，有望成为黄土地基抗震处理

技术在未来取得突破的研究方向。
2. 改良黄土地基地震动效应特征及动力条件下的土—结相互作用
近年来，随着黄土地区工程建设的震害防御需求不断加大，有关各类黄土地基抗

震处理方法的研究取得了阶段性进展。然而，支撑现有研究成果的相关数据多为室内
力学试验取得，而对成层改良黄土地基表面地震动幅值、频谱特征的研究开展较少，
对于动力加载条件下改良黄土地基与结构的相互作用研究尚未开展，针对不同场地条
件下各类黄土地基抗震改良方法的适用性研究也极少涉及。然而，地震作用下由于地

基非线性而导致地基表面地震动特性的改变是地震工程领域普遍存在的问题，且动力
加载条件下地基土与结构的相互作用对地基与结构的动力稳定性和抗震性能存在重要
影响。因此，有关改良黄土地基地震动效应特征及动力条件下的土—结相互作用，也
是未来黄土地基抗震处理领域可能取得突破的前沿方向。

3. 基于性能的黄土地基抗震处理技术及其标准化
当前，作为有效提升土木工程抗震能力的核心关键技术，基于性态的抗震设计理
论已成为抗震设计研究的主要发展方向，引起了学者们的广泛关注。针对基于性态的
抗震理论，美国、日本及欧盟开展了较多研究，部分研究成果已被相关标准收录或被

规范推荐使用。我国自 20 世纪 90 年代在抗震设计方法中引入了基于性态设计的理论，
并结合实际开展了大量的研究工作，相关成果纳入《建筑抗震设计标准》，并形成了

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