二广高速公路跑石界隧道涌水量计算与分析

在隧道施工过程中,隧道区工程地质和水文地质条件如未能提前查明常常导致围岩失稳、隧道涌水和流土等问题。在这些问题中,隧道涌水较为常见并往往威胁施工人员的人身安全,同时也将影响施工进度且增高工程造价。以二广高速公路跑石界隧道为例,在前期专项水文地质勘察的基础上,通过几种不同的计算方法,对该隧道涌水量进行了计算。通过与实测涌水量的对比,指出各涌水量计算方法的优缺点,根据各方法的适用条件为该隧道的顺利实施提供技术支持。     

不同因素影响下粉砂质泥岩水分迁移试验

为研究不同因素影响下粉砂质泥岩的水分迁移规律，采用自制的泥岩水分迁移室内模型开展粉砂质泥岩的水分迁移试验，分析其在不同积水厚度、岩石干密度、入渗方向下的累积入渗量、入渗率时程曲线及含水率分布规律。结果表明：粉砂质泥岩累积入渗量-时间曲线先增大后趋于平缓，入渗率则随时间递减并趋于0；积水厚度对粉砂质泥岩累积入渗量的影响主要体现在入渗初期；岩石干密度越大，累积入渗量-时间曲线趋于平缓所需的时间越长；相同入渗时间下，竖向下渗、水平入渗及竖向上渗方向下的累积入渗量依次降低；粉砂质泥岩非饱和入渗时，含水率-时间曲线整体出现先增长后稳定的趋势，可划分为初始稳定期、快速增长期、低速增长期、稳定期4个变化阶段，且4个阶段的持续时间随距入渗面的距离而变化；积水厚度、岩石干密度及入渗方向均对粉砂质泥岩的水分迁移速率或水分迁移量产生影响，进而影响其含水率分布。研究结果可为分析粉砂质泥岩边坡的水分迁移规律及稳定性提供一定的参考依据。     

降雨条件下胀缩性裂隙边坡稳定性研究

以某胀缩性裂隙边坡为例,基于非饱和土力学理论,利用有限元方法,对降雨入渗条件下胀缩性裂隙边坡稳定安全系数进行计算和分析,研究了裂隙的位置、深度和降雨的强度对胀缩性裂隙边坡稳定的影响规律.研究表明:裂隙位于坡面边坡稳定性最低,位于坡顶次之,位于坡脚偏于安全;整个降雨过程中边坡稳定安全系数随着裂隙开裂深度增大而逐渐降低;边坡稳定性随着降雨强度的增加显著降低,但随着降雨的持续,边坡安全系数趋于稳定.     

降雨条件下透水混凝土渗透性能研究

透水混凝土作为一种环境友好型道路铺装材料在城市道路中得到了广泛应用。通过设计新型渗透性检测试验装置,提出模拟降雨条件检测不同降雨条件下透水混凝土渗透性试验方法,探讨不同降雨条件对透水混凝土渗透性能的影响。研究表明:(1)新设计的渗透性检测装置能准确反映透水混凝土工作状态;(2)模拟降雨法与常水头法相比,测得的渗透系数均较小一些,并有随孔隙率的增加,两者差值增大的趋势。     

多个重现期雨水管渠系统的设计

西安铁路北客站是陕西最大的地标性建筑,也是亚洲当前最大的现代化大型客站。站场排雨设计重现期P=10 a,站前南、北广场重现期采用3 a,市政道路下穿铁路箱涵通道设计重现期采用5 a,其他一般地区设计重现期P=1 a,由此引出多个重现期雨水管渠系统的设计问题。在探讨、明晰多个重现期雨水管渠流量采用各重现期延续、低重现期乘压力系数的计算方法基础上,提出地势对排水安全的决定作用及克服区域低地势缺陷需要采取的措施。     

降雨入渗下软岩边坡可靠度分析及其加固措施

针对边坡稳定性分析,考虑了边坡开挖、加固措施影响、地下水作用及降雨渗流的影响,以此作为评价边坡在各种可能情况下安全稳定性的基础.结合边坡可靠度遗传算法,对依托工程路堑边坡稳定性进行了分析.计算结果表明：原设计方案中锚杆格梁将对边坡稳定性有所提高,但锚杆格梁位置不合理,其考虑降雨入渗后的边坡安全系数仅为1.176,可靠度指标Pf为9.81%;优化加固方案后,边坡在降雨入渗条件下的安全系数提高到1.320,可靠度指标Pf为1.23%,加固后的边坡稳定性较好,其计算思路将对类似的降雨条件下强风化岩质边坡的稳定性分析及加固措施的优化有一定指导作用.     

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。     

砂地层孔径分析及其对泥浆在地层中渗透性的影响

为明确砂地层孔径分布特征及其对泥浆在地层中渗透的影响，采用压汞试验对5组均一粒径的砂地层孔径进行实测，并参考谢拉德等计算砂砾料滤层孔径的方法，基于等直圆管对砂地层孔径计算方法进行改进。同时配制9组不同性质的泥浆在不同孔径的砂地层中开展泥浆渗透试验，依据渗透试验结果讨论地层平均孔径与泥浆颗粒粒径之间的对应关系。以泥浆在砂地层中形成泥皮+渗透带的渗透试验为例，通过测试泥浆在地层中渗透流量的变化，并计算地层渗透系数的变化分析砂地层孔径对泥浆在地层中渗透的影响。研究结果表明：基于等直圆管进行计算的地层平均孔径与压汞法实测的孔径结果相符，即为地层中频率最大的孔隙的孔径；该计算方法考虑了对达西定律中渗透流速和渗径的调整，适用于颗粒粒径较为均匀，孔径较为单一的砂地层；泥浆在高渗透性地层发生渗透时，地层孔径越大，形成泥皮或泥皮+渗透带所需泥浆颗粒的粒径越大，地层孔径大小直接决定了通过孔隙的泥浆颗粒的粒径大小；渗入地层孔隙中的泥浆颗粒在地层中形成稳定淤堵，改变了地层的物理结构，降低了地层的渗透性，阻碍了泥浆的渗透过程；地层孔径与泥浆颗粒粒径之间的对应关系是影响泥浆渗透结果的关键因素。     

沥青路面结构的渗透性能测试研究

对云南省元磨高速现场进行了路面透水性试验,通过对试验结果的计算分析,得出了路面结构的透水性质和各层之间的相对透水性质差异,并对路面结构层的透水性能差异进行了分析,对路面结构的渗透性质有了全面的认识.     

公路排水系统设计参数研究

为了解决非单一纵坡条件下沟渠设计纵坡的确定问题，提出了沟渠名义设计纵坡的概念，给出了相应的计算公式。根据各类沟渠的结构重要性、损坏后果、修复可易性、使用要求以及国外的相关规定，提出了路界表面排水设施的设计降雨重现期和安全高度建议值。此外，讨论了沟管冲淤条件和允许最小纵坡的关系，对现行公路排水设计规范中的相应规定提出了修改建议。该成果可用于公路排水设计，也可为以后的规范修订提供技术支持。