海绵城市道路种植土-碎石绿化带的雨水入渗

种植土-碎石绿化带是海绵城市道路雨水入渗的重要组成部分。为分析种植土-碎石绿化带雨水入渗能力,将负孔隙水压力与相对渗透系数和体积含水率之间的关系简化为指数函数,利用试验数据对其进行了验证。基于非饱和渗流方程和拉普拉斯变换,给出了绿化带雨水入渗的数学模型。利用该模型分析了降雨条件下石家庄汇明路植被土-碎石绿化带雨水入渗特征,讨论了不同降雨条件下雨水入渗的特征和影响雨水入渗的因素。结果表明:(1)负孔隙水压力与有效饱和度和相对渗透系数之间都呈指数函数关系,可以利用负孔隙水压力与有效饱和度之间的关系推测非饱和土的渗透系数;(2)随着雨水入渗,地表处的负孔隙水压力迅速减小,植被土的体积含水率逐渐增加,植被土逐渐从非饱和状态向饱和状态过渡,雨水入渗也由非饱和入渗转变为饱和入渗;(3)随α增加,植被土上部的负孔隙水压力降低更快,表层土更快饱和,然而下部土体的负孔隙水压力降低反而趋缓;(4)降雨强度影响着植被土的设计入渗能力,降雨强度小时,雨水完全入渗,随着降雨强度增大,其设计入渗能力降低,雨量径流系数快速增加;(5)降雨强度和植被耐水湿时间是植被土设计入渗水量的重要参数,给出了植被土设计入渗水量计算方法。     

降雨入渗对裂隙性红粘土边坡的稳定性影响分析

红粘土具有干缩开裂性,裂隙性红粘土、尤其是高吸力红粘土边坡,其稳定性跟降雨入渗有很大关系.基于饱和-非饱和土渗流理论,建立了裂隙性高吸力红粘土边坡数值分析模型,模拟了降雨入渗条件下边坡暂态渗流场,分析了降雨强度、裂隙深度、裂隙渗透系数等对裂隙性红粘土边坡渗流场及稳定性的影响.结果表明,短期降雨对低渗透性红粘土边坡渗流影响较小,高渗透性裂隙加快了雨水入渗;土坡安全系数对雨强的敏感度与土体饱和渗透系数有关;裂隙深度影响边坡安全系数、滑裂面位置及形状;随着裂隙深度增加,边坡安全性系数对雨强敏感性显著增加,边坡滑动形式趋向于浅层滑动.     

基于SWMM的不同坡度路侧生物滞留带水文性能分析

针对坡度对生物滞留带水文性能以及海绵城市设施面积的影响,通过SWMM模型,分别在四种不透水比例下,研究了二十种不同道路纵坡的径流产流过程,确定了每种不透水比例下的海绵城市设施面积;再通过"容积法"对比计算了以上不透水比例下的海绵城市设施面积;最后对模型和"容积法"得出的海绵城市设施面积的差异及其原因进行了比较分析,对"容积法"进行了改进.研究得出了以下结论:坡度越大,最大径流量、径流过程流量以及总的外排流量越大,但影响不显著;不透水面积比例越大,最大径流量、径流过程流量以及总的外排流量越大,且影响显著;海绵城市设施面积不受道路坡度影响,但受不透水面积比例影响,且呈线性正相关;"容积法"对海绵城市设施面积计算均偏小,修正后的"容积法"能够较好地计算海绵城市设施面积.     

降雨条件下路基边坡渗流分析

该文依据岩土饱和-非饱和渗流理论,运用有限元分析软件,对降雨条件下路基边坡渗流场以及含水率分布、孔隙水压力变化情况进行了模拟分析。研究结果表明:在不同降雨强度下,当雨强大于土体饱和渗透系数时,入渗深度随时间逐步向下推移,并且推移深度较大;当雨强小于土体入渗能力时,入渗速度较慢,入渗深度小于饱和入渗。裂隙的存在对降雨入渗过程中孔隙水压力和体积含水率分布具有较大影响。     

基于成都市中心城区海绵城市建设的设计暴雨雨型研究

暴雨雨型研究是对海绵城市建设及评估的基础性支持工作之一。结合成都市中心城区降雨资料,应用PilgrimCordery法分别推求了60 min、180 min、360 min降雨历时的设计暴雨雨型。运用推求的雨型,对现有排水管网的理论积水量计算进行了初步探讨,为海绵城市建设中雨水调蓄池、雨水存储池容积的计算提供一定参考。     

透水铺装雨水入渗模型与影响因素相关性研究

为了更加准确快捷地预测透水铺装内部的雨水渗流过程,探究降雨参数与路面设计参数对其渗流性能的影响,提出透水铺装雨水入渗模型,并针对影响因素的相关性进行研究。首先,基于地区水文气象资料与路面材料渗透特性,利用数学模型对降雨阶段关键参数进行量化研究,并从降雨强度与材料渗透能力的角度对雨水入渗的物理过程进行分阶段刻画,最终建立透水铺装雨水入渗-储水-排空模型。其次,针对该模型的诸多输入参数,进行正交设计试验计算各参数与径流控制率的相关性,寻找关键控制指标;基于该结论拟定典型透水铺装结构组合,选择不同降雨重现期、降雨历时与时程雨型等模拟工况对水位高度、蓄水能力等进行验算与评价。结果表明:所建模型与文献数据具有较好的吻合性,NSE指数可达0.45以上;路基土的渗透系数与路面径流控制率显著相关,暴雨工况下随着路基土渗透系数的降低,地表径流占比达到30%以上,并且几乎丧失连续储水能力,而路基土饱和渗透系数的影响性较小;溢流管可有效减少地表径流量,降低溢流风险,在极端暴雨条件下设置溢流管的道路可削减60%的地表径流,并具有50%以上的连续储水能力;时程雨型对路面渗流特性的影响较为复杂,雨峰出现时间在控制地表径流与延缓径流峰值两方面呈现相反的规律,因而需要根据当地降雨资料与设计要求进行权衡。     

种植土-碎石绿化带渗透性能原位测试方法

为监测海绵城市种植土-碎石绿化带结构长期渗透性能,提出了一种种植土-碎石绿化带渗透性能原位测试装置.测试装置由亚克力板试验桶、降水系统和水位监测系统组成.基于一维非饱和渗流理论,提出了测试过程中种植土饱和时间确定方法,进而形成了种植土-碎石绿化带结构渗透系数原位测试方法.依据提出的测试装置,在试验室开展了种植土-碎石绿化带结构渗透系数测试的足尺模型试验,测试试验模型中种植土的饱和时间和渗透系数,与该文理论方法计算结果对比表明:理论值与试验观测值基本一致,说明该文方法可用于种植土-碎石绿化带结构渗透性能原位测试.     

透水铺装雨水入渗模型与影响因素相关性研究（双语出版）

为了更加准确快捷地预测透水铺装内部的雨水渗流过程，探究降雨参数与路面设计参数对其渗流性能的影响，提出透水铺装雨水入渗模型，并针对影响因素的相关性进行研究。首先，基于地区水文气象资料与路面材料渗透特性，利用数学模型对降雨阶段关键参数进行量化研究，并从降雨强度与材料渗透能力的角度对雨水入渗的物理过程进行分阶段刻画，最终建立透水铺装雨水入渗-储水-排空模型。其次，针对该模型的诸多输入参数，进行正交设计试验计算各参数与径流控制率的相关性，寻找关键控制指标；基于该结论拟定典型透水铺装结构组合，选择不同降雨重现期、降雨历时与时程雨型等模拟工况对水位高度、蓄水能力等进行验算与评价。结果表明：所建模型与文献数据具有较好的吻合性，NSE指数可达0.45以上；路基土的渗透系数与路面径流控制率显著相关，暴雨工况下随着路基土渗透系数的降低，地表径流占比达到30%以上，并且几乎丧失连续储水能力，而路基土饱和渗透系数的影响性较小；溢流管可有效减少地表径流量，降低溢流风险，在极端暴雨条件下设置溢流管的道路可削减60%的地表径流，并具有50%以上的连续储水能力；时程雨型对路面渗流特性的影响较为复杂，雨峰出现时间在控制地表径流与延缓径流峰值两方面呈现相反的规律，因而需要根据当地降雨资料与设计要求进行权衡。     

模拟降水井的以缝代井列调整流量法

在基坑开挖工程中,井点降水是常用的降水方法。在基坑渗流数值计算中,降水井的模拟显得尤为重要。文中根据降水井实际工作机理,在以缝代井列模拟排水孔幕的基础上,采用以缝代井列调整流量法来模拟降水井,通过校正缝水位和缝周渗透系数来实现流量误差的调整。算例分析表明,改变缝的设置范围、改变渗透系数的选取、改变降水时间,该法均能模拟出相应的降水效果,既符合工程实际,又便于工程应用,是模拟基坑开挖中降水井的实用方法。     

降雨入渗条件下非饱和土路基渗流分析

在阐述由非饱和土土水特征曲线的预估渗透系数的基础上,进一步介绍了非饱和土入渗过程与饱和-非饱和土渗流计算原理,针对彭湖高速公路K26+150路基建立二维降雨渗流模型.设置中雨、大雨、暴雨3个降雨量,4种降雨历时进行计算,推出随着降雨强度、持续时间变化,含水率、基质吸力的分布规律.     

降雨作用下高填土质路堤边坡的渗流稳定分析

针对现行的高填土质路堤边坡,基于饱和—非饱和渗流数学模型,设计了二维非稳定渗流程序,通过模拟因雨水入渗引起的暂态渗流场,分析土体中含水量、基质吸力的变化规律;采用等效粘聚力的概念,利用延伸的MOHR COULOMB破坏准则对路堤边坡进行了弹塑性有限元分析,进而得出路堤边坡在不同降雨时刻的安全系数;最后分析了降雨重现期、土参数φb和由路堤施工所引起的土体渗水性系数的各向异性对边坡渗流稳定的影响。     

雄安新区安州特色小镇初期雨水弃流量浅析

初期雨水径流污染控制率是城市雨水综合控制的关键环节,也是《海绵城市建设技术指南一低影响开发雨水系统规划设计》的关键控制指标.城镇径流存在明显的初期冲刷作用,但由于降雨冲刷过程的随机性和复杂性,确定不同条件下的初期径流弃流量至今仍是个难题.以河北雄安新区安州特色小城镇安置区市政配套基础设施项目为例,以安州特色小城镇初期雨水截留管网为研究对象,总结了国内研究成果:调蓄容积法、暴雨强度法、SWMM模型分析法,并通过对这三种方法计算的初期雨水弃流量结果进行比对互校,最终确定本地区的初期雨水弃流量.以此进一步研究初期雨水弃流量、径流污染物浓度变化、径流污染物去除率之间的关系,为实际工程应用提供一定参考.     

透水混凝土路面对雨水径流的影响研究

基于"海绵城市"理念的透水路面能有效延迟地表径流的出现时间并降低径流总量,起到缓解城市洪涝灾害的作用。为了研究透水混凝土路面对雨水径流的影响,从透水混凝土路面渗水能力的理论研究入手,首先对透水路面的渗透系数进行了分析,然后以某新建道路为例,就透水混凝土路面对地表雨水径流的延迟时间和径流量削减情况进行试验研究。研究成果表明:第一,透水路面的渗透系数与混凝土有效空隙率(ne)的5. 3961次方呈正比;第二,当降雨总量小于路面渗透能力时,雨量越大,路面对地表径流的延迟时间越长,削减效果也越好;当降雨量超过其渗透能力时,雨水只能以地表径流的形式排出道路系统;第三,降雨持续时间为30、60和120 min时,透水混凝土路面对地表径流总量的削减率分别超过60%、55%和40%,可见,透水混凝土对降低路面地表雨水径流总量具有显著的效果。     

考虑前期降雨的非饱和土边坡稳定性分析

为研究降雨期和停雨期的非饱和土边坡稳定性变化,使用饱和-非饱和渗流理论,分析了考虑前期降雨的边坡的渗透系数及孔隙水压力变化,得到各阶段边坡安全系数。结果表明:在降雨过程中孔隙水压力和渗透系数随深度的增加呈先减小后增大的规律;坡脚受前期降雨的影响较明显;受渗透系数较小和临界滑动面较深的影响,停雨后边坡安全系数仍持续减小。     

排水性沥青混凝土路面渗水性能及其衰变规律

排水性沥青混凝土路面的大空隙率能够快速排除路表积水,提高路面雨天行车安全性。根据排水性沥青混凝土路面雨水入渗及其排水机理,认为其渗流过程与土壤相似,能够适用于变水头测试仪器。通过现场实体道路14个月的渗水衰变规律测试,提出了排水性沥青混凝土路面的渗水性能与时间的衰变规律。结合日本排水性路面铺装技术,提出了国内评价排水性沥青混凝土路面渗水能力的指标为:通车一年后渗水系数不低于600 ml/15 s。根据室内渗水试验,提出了排水性沥青混凝土路面的渗水系数与路面空隙率之间的关系式。     

降雨条件下非饱和土边坡稳定耦合数值模拟

降雨是影响边坡稳定的主要因素之一。降雨入渗,土体饱和度会发生变化,进而影响孔隙水压力与介质渗透系数。文章根据岩土饱和-非饱和渗流理论,考虑降雨入渗的影响,基于非饱和水土二相介质耦合,运用有限元强度折减法,对持续降雨条件下土质边坡进行了数值模拟。在不同时刻与不同降雨强度下,分析了降雨过程中边坡位移、孔隙压力和安全系数的变化规律。     

黄土地基积水入渗规律研究

为解决高速公路黄土地基因浸水引起的病害,通过陕西洛川典型黄土区原位浸水试验,研究了黄土地基积水入渗规律.结果表明给定深度处含水率随时间变化曲线可以分为3个阶段:稳定不变阶段、急剧增大阶段、重新趋于稳定阶段.入渗锋面渗透速率不受深度影响,约为渗透系数的5.3倍;第二阶段中水分入渗速率随着土体深度增加而减小.给定时刻含水率分布沿深度方向可分为3个区域:稳定区域、浸润区域、未浸润区域.浸润区域厚度随着入渗过程呈加速增加,而稳定区域厚度呈减速增加.     

小尺寸高转速离心压气机喘振试验研究

为明确压气机喘振的发生机理,采用动态压力传感器对1台涡轮增压器用无叶扩压器离心压气机进行了喘振试验.试验结果表明,喘振的频率不仅与排气管路容积有关,还与转速有关, 且喘振的频率随转速的升高而降低;进入喘振的流量随着管路容积的增大而增大,并与转速基本呈线性增长关系;管路容积大的系统其退出喘振的流量明显高于进入喘振的流量.     

水位涨落对库岸滑坡孔隙水压力影响的非饱和渗流分析

以某高速公路库岸滑坡为工程背景,根据饱和一非饱和渗流控制方程,针对不同滑坡体渗透性和库水位升降速率,研究库水位变化条件下滑坡体内孔隙水压力的动态响应,得到：①水位升降时,在相同的入渗条件下,饱和渗透系数对初始地下水位有明显的影响;增大饱和渗透系数能降低地下水位,使地下水位线变得平缓,滑坡体的动、静水压力减小,有利于稳定;②增加库水位升降速率,地下水位响应滞后变得显著,地下水位线形态整体变陡,滑坡体的动水压力增大,不利于边坡稳定性。     

水位涨落对库岸滑坡孔隙水压力影响的非饱和渗流分析

以某高速公路库岸滑坡为工程背景,根据饱和—非饱和渗流控制方程,针对不同滑坡体渗透性和库水位升降速率,研究库水位变化条件下滑坡体内孔隙水压力的动态响应,得到:①水位升降时,在相同的入渗条件下,饱和渗透系数对初始地下水位有明显的影响;增大饱和渗透系数能降低地下水位,使地下水位线变得平缓,滑坡体的动、静水压力减小,有利于稳定;②增加库水位升降速率,地下水位响应滞后变得显著,地下水位线形态整体变陡,滑坡体的动水压力增大,不利于边坡稳定性。