中国工程建设团标《硬质地面种植结构土应用技术规程》解析

中国工程建设标准化协会于2023年1月16日正式发布了T/CECS1247-2023《硬质地面种植结构土应用技术规程》,该标准已于2023年6月1日起正式实施。本文主要基于我国传统硬质地面种植存在的问题和种植结构土的技术特点及生态效应,阐述了T/CECS1247标准编制的背景意义,并详细介绍了标准的主要技术内容,旨在促进并规范种植结构土技术的推广应用,为我国硬质地面种植技术和景观提升提供新标准和新技术,助力我国城市生态环境、海绵城市和无废城市等建设。

两相邻建筑“结构土结构体系”的动力特性

为了研究建筑群中相邻结构存在导致结构动力特性的变化,将上部结构简化为等效单自由度模型,采用刚性基础明置于均质土层上,系统地研究两个相同结构所构成三维结构土结构体系中,邻近结构存在对结构动力特性的影响。根据结构土结构相互作用下体系存在两阶频率相近相位相反振动模态的现象,提出了孪生频率的概念。随后,探讨了孪生频率随结构与土层的频率比、结构之间的相对距离、基础宽度与土层厚度比等因素的变化规律,以反映两结构通过土体耦合对结构动力特性的影响。在此基础上,进行了行波地震输入下结构土结构相互作用体系动力反应计算,结果表明,由于孪生频率的存在,易于使结构和场地产生拍的现象。

结构土的压缩性能

根据重塑土在沿广义路径下加载时孔隙比e与平均有效应力的对数lnp′之间有线性关系的存在,引进新的参数,描述了沿广义应力路径进行初次压缩的结构土体性质。讨论了自然结构土和加工重塑土在初次压缩过程中的力学性能,并加以比较,分析了土体结构对土体在压缩以及结构性丧失过程中力学性质的影响。

关于结构土屈服破坏的探讨

天然沉积土往往均为结构土,结构土的屈服破坏是研究结构土力学性状的关键问题之一。但是,结构土的屈服破坏至今没有合理明确的定义。对两种天然沉积软粘土的高质量不扰动土样进行了固结压缩试验和三轴等向固结不排水剪切试验以探讨结构土的力学性状。基于结构土的强度特性,提出了当外加应力达到固结屈服应力时结构土达到完全屈服破坏的新概念,并且初步探讨了结构土的强度性状与变形特性的本质联系与其耦合问题。

深井降水对支护结构土压力的影响

在目前深基坑开挖过程中,一般要采用降水措施以保证基坑干燥,便于施工。基坑降水会引起基坑内外地下水渗流,地下水状态随之改变,同时也会引起土的物理、力学性质的改变,直接影响作用于支护结构上土压力的大小。传统的水土合算和水土分算是两种极端的处理方式,在基坑降水过程中,根据具体土层选择适当的降水模型,并考虑渗流的影响,对挡土结构的设计具有重要意义。

河道淤泥用作绿化结构土的可行性探讨

针对河道清淤产生大量淤泥面临处理处置的难题,根据绿化结构土用土的技术要求,分析上海国际旅游度假区内5条典型河道淤泥用作结构土的可行性。结果显示,除航城路个别样点的盐分含量和钠吸附比超标外,其余河道淤泥的pH、盐分、阳离子交换量、质地、有机质、主要养分、可溶性硼、重金属和多氯联苯含量均满足绿化种植土壤相关标准要求;而且大部分淤泥的基本理化指标、主要养分含量和重金属清洁度优于上海园林绿化土壤。用淤泥替代园林绿化土壤生产绿化结构土,既可缓解上海土壤资源紧缺,也为淤泥资源化利用开辟新途径。

硬质路面绿化用结构土技术概述

针对中国城市中大量硬质路面覆盖而引发的绿化质量差、城市内涝加剧的现象,分析了硬质路面绿化存在的主要问题,介绍了绿化混凝土、Silva Cell和结构土3种硬质路面绿化技术。重点介绍结构土的原材料、生产加工、应用区域和范围以及现场施工的技术要求,分析结构土能提供植物生长所需基本条件、承载路面、增加植物生长空间和用作雨水蓄积器的性能,以及具有选材便利、适用范围广和无须专门养护的技术优势,就技术、建设理念、经济发展水平和施工工序复杂4个方面分析了结构土在我国应用中存在的难题,提出适宜我国应用的结构土技术研发和标准制定等6条建议,为全面提升我国城市硬质路面绿化景观和海绵城市建设提供技术依据。

多向地震耦合作用下高耸结构土-结构动力相互研究

研究了水平地震与竖向地震耦合作用下,考虑土-结构相互作用以及二阶效应对结构反应的影响。采用集总参数法,推导了结构在竖向地震和水平地震作用下的运动方程,对某高层建筑的地震反应进行了数值分析。结果表明:考虑土-结构相互作用使结构周期延长,变形增大;竖向地震作用使结构的地震反应有不同程度的增加;考虑二阶效应后结构的位移反应以及层间剪力增加。故在设计建筑在软土地基上的高层及高耸结构时,应该考虑结构的重力二阶效应,考虑其对结构的整体稳定性的不利影响。

邻近地层损失对地下挡土结构土压力与地表沉降影响试验研究

城市浅层空间隧道往往从一侧或两侧地下挡土结构物之间穿过,多数情况下会引起地层损失。目前城市地下开挖引起塌陷事故呈现逐年增多的趋势,当地层损失产生后,周边已建或在建基坑挡土结构的土压力和地层沉降发展规律是决定是否需要进行加固或处理的依据。为了获取地层损失的扰动影响规律,开发了模型试验装置与钢棒相似土技术,采用活动门下沉模拟地下开挖引起的地层损失,采用挡墙平移模拟基坑开挖。分别考虑活动门深度与宽度比、活动门位置深度与距离比、活动门位置深度与侧限宽度比,开展了15组二维模型试验。利用挡土板上的18块悬臂式载荷计测得挡土结构土压力,采用粒子图像测速技术获取表面沉降曲线。结果表明:地层损失会使邻近基坑挡墙上部土压力增加,下部土压力减小;地层损失发生后,邻近的新建基坑如继续进行开挖施工,由于土体受到了充分的扰动,挡土结构底部不会出现土压力减小的箱槽效应,挡墙平移达到主动极限状态时的土压力分布与库仑主动土压力较为吻合;邻近地下开挖引起地层损失与挡墙平移的叠加效应影响下,地表沉降最大值和曲线曲率随活动门宽度增加而增加,随活动门距离和侧限宽度减小而增加。由于采用钢棒相似土,所获得的研究成果主要反映砂土地层的土压力与变形特性。

结构土回填工艺在绿化种植中的应用

在现代园林设计与施工中,硬质景观与绿化种植的结合愈加紧密。在城市绿地空间愈发狭窄的情况下,经常出现在植物根系生长区上方需进行硬化铺装的情况。若采用普通的种植土回填作业,通常会造成硬化铺装下的土壤板结,或因压实不到位造成不均匀沉降而导致铺装面层松动。结构土回填工艺则可以同时有效地满足植物良好生长和土壤压实度的需求。结合上海某大型乐园的施工实际,介绍了结构土回填工艺及要点,实施效果良好,值得推广应用。

新型绿化用结构土在大型主题公园中的应用

北京某文旅主题公园项目施工中,针对临近道路承载影响植物根系发育和植物根系发育过程中对面层破坏的问题,研究新型环保绿化用结构土技术。使用碎石、粘壤土、土壤改良剂、水等材料的最佳配合比,制成了一种新型绿化用结构土,既满足了硬质路面承载要求,又满足了植物根系地下环境生长需求,还提高了海绵城市效能。

框剪结构土-结构相互作用地震反应分析

本文在全面考虑上部结构、基础及下部土体实际情况和受力特性的基础上,开发了一种平面框剪土-结构相互作用的简化分析模型。在这个模型中,利用矩阵位移法的概念,同时考虑框架和剪力墙(筒体)的协同工作原理,将上部结构简化成平面的框架-剪力墙(筒体)结构,这一模型可以很好地模拟常用高层建筑体系的弯曲特性和弯剪特性。地基土采用一块在计算平面内高度为H,宽度为B,而在出平面方向厚度为t的土体作为分析模型,并对MSC.Marc进行了二次开发,将多层土E-B本构关系模型作为子程序嵌入其中,使用E-B本构关系模型来考虑它的非线性特性,利用粘-弹性人工边界作为地基土的边界条件。用接触迭代算法考虑了桩、箱-土之间的相互作用。最后,采用本文的方法对某高层框剪建筑进行了分析,并与不考虑土-结构相互作用的地震反应分析结果进行了对比。通过算例,本文初步探讨了在土-结构相互作用模型中,考虑和不考虑桩-土间相互作用对结构地震反应的影响,并得到了一些结论,证明了本文方法的适用性。

挡土结构土压力计算中两个问题的探讨

对挡土结构土压力计算中墙体高度的取值和局部超载土压力的分布与计算两个问题进行了探讨 ,指出存在的问题并提出了改进意见 。

硬质路面绿化用结构土技术概述

简述了硬质路面的绿化技术,重点分析了结构土的生产加工、原材料、应用和现场施工规程的相应技术要求,为全面提升我国城市硬质路面绿化景观和海绵城市建设提供技术依据。

挖方工程挡土结构土压力计算问题研究

土压力是作用在挡土结构上的主要荷载,土压力计算是挡土结构设计的重要内容。本文以挖方工程挡土结构土压力计算问题为研究对象,推导了作为判断土压力计算条件重要依据的理论滑动面倾角的计算公式,并针对现行规范中土压力计算条件的判断方法不完全统一的现状,结合工程实例对比分析了不同判断方法及其土压力的计算问题,提出的判断挖方工程挡土结构土压力计算条件的新方法。

挡土结构土压力计算中两个问题的探讨

本文对挡土结构土压力计算中墙体高度的取值和局部超载作用土压力的分布与计算两个问题进行了理论探讨 。

挡土结构土压力计算中两个问题的探讨

对挡土结构土压力计算中墙体高度的取值和局部超载作用土压力的分布与计算两个问题进行探讨 。

柔性挡土结构土压力与位移关系分析

为了进一步研究土压力随柔性挡土结构位移的变化规律和柔性挡土结构的土压力与位移之间的关系,根据作用在柔性挡土结构的土压力和位移的工程实测数据,通过对土压力随位移变化规律的分析,发现墙体位移类型从绕墙底转动逐渐变为向墙中部凸起的抛物线形的整个过程当中,土压力沿深度始终呈线性分布。另外,根据各工况下柔性挡土结构的实测位移,采用正弦模型和双曲线模型分别计算出土压力值,发现二者计算结果十分相近,并且与实测土压力较为接近。因此,正弦模型和双曲线模型能较好地对本工程的土压力与位移关系进行拟合。

斜入射地震波下单层球面网壳土-结构相互作用及其地震响应分析

为分析斜入射地震波下单层球面网壳土-结构相互作用及其地震响应,采用等效节点力实现地震波输入,通过黏弹性人工边界处理无穷远辐射条件,分析了地震波类型、土体参数、入射角度等因素对单层球面网壳结构的土-结构相互作用及其地震响应影响。结果表明:单层球面网壳结构在地震波入射一侧出现翘起,网壳总体沿入射方向发生旋转,当P波斜入射时支座位移差最大达0.514 m,为网壳跨度的1/250。当P波斜入射时,软弱土情况下网壳顶点位移比中硬土和中软土大,顶点位移随入射角增大呈现先增大后减小的趋势;当SV波入射时,中软土情况下网壳顶点位移比中硬土和软弱土大,顶点位移随入射角增大而增大。斜入射地震波下,考虑土-结构相互作用后网壳顶点位移增幅最大达5.5倍,网壳外圈位移增幅大于网壳跨中增幅。

冰水赋存演化下冻结土石混合体-结构界面强度劣化机制及模型

温升下冻结土石混合体-结构界面层孔隙内冰水赋存改变极易诱发强度劣化,而目前界面强度劣化机制及劣化规律定量表征的相关研究存在空白。制备0%,15%,30%,45%等4种含石率组合体试样,通过核磁共振、直剪试验研究了正融过程冰水赋存演化下界面强度劣化特性,结合莫尔-库仑准则首次提出以薄膜水及毛细水含量变化率为参变量的强度劣化模型。得到结论:含石改变界面孔隙结构分布使毛细水占比升高;温升下界面抗剪强度劣化程度随含石率增加而降低;正融后不同含石率界面黏聚力衰减程度均大于内摩擦角衰减程度;黏聚力、内摩擦角与未冻水含量关系曲线分别呈阶段非线性特点及两阶段线性特点,其实质在于薄膜水及毛细水发育使得界面黏聚力和内摩擦角产生不同程度及形式的劣化。模型分析表明:随含石率升高,薄膜水及毛细水劣化系数具有“此消彼长”的特性,颗粒间及颗粒与结构接触面滑动摩擦强度和咬合摩擦强度劣化比例系数分别呈现下降、上升趋势。