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。     

晚更新世黄土脱湿-吸湿全过程土水特征曲线研究

非饱和土土水特征曲线(SWCC)在非饱和土性质的研究中是很重要的。通过现场原位渗水试验、室内试验,结合数值反演得到了晚更新世黄土(Q3黄土)脱湿和吸湿土水特征曲线。用压力板仪测量Q3黄土脱湿过程中不同含水率下的吸力,之后用Van Genuchten经验公式对试验数据进行拟合,得出了Q3黄土脱湿SWCC曲线的数学表达式。在现场渗水试验的基础上,用随机搜索和经验逼近相结合的方法,通过数值计算反演Q3黄土吸湿过程中的土水特征曲线参数。此外,还实测了Q3黄土竖直向的饱和渗透系数。结果表明:Q3黄土脱湿路径的进气值为4.16 k Pa,饱和体积含水量为0.52;吸湿路径的进气值为3.92 k Pa,饱和体积含水量为0.48。残余体积含水量为0.01,残余饱和度为2.0%,残余的气体含量为4.06%。竖直与水平向渗透系数的比率为1.62,水平向饱和渗透系数为7.08*10-6m/s,竖直向饱和渗透系数为1.147*10-5m/s。室内实测竖直方向饱和渗透系数为2.71*10-5m/s,反演值与实测值是属于同一数量级的。     

土工织物散体桩加固饱和粉土液化地基的数值模拟

饱和粉土地层在地震作用下可能因地基液化而发生破坏。该文采用三维有限差分程序FLAC3D(Fast Lagrang-ian Analysis of Continua)对碎石桩加固的液化粉土地基进行数值模拟,采用动力和流体的流固耦合理论分析了振动过程中土体孔隙水压力的产生、扩散与消散,得到碎石桩加固液化地基土模型的抗液化效果。经数值分析,证实了碎石桩具有显著的排水效果。该方法能较好地模拟可液化土的动力特性,为液化场地土-结构相互作用体系动力分析提供了参考。     

沥青路面面层渗透性研究

通过SPSS软件对渗透系数影响因素进行分析,得到关键影响因素,并由此提出沥青路面面层渗透系数预估模型,用于减少试验量;此外,该文提出以组合渗透系数表征面层结构整体渗透性,对比不同结构层组合、结构层厚度、结构层空隙率,得到对应的影响规律。     

路堤压实砾类土增湿过程的土水特性研究

沿河路堤水毁灾害经常发生,研究水在路堤中的土水特性和渗透性具有很重要的实际意义。以路堤压实砾类土为研究对象,通过离心模型试验,测量了土体增湿和减湿过程的孔隙水压力,结合有限元数值计算,基于随机搜索和优化算法,反演了压实砾类土增湿过程的土水特性参数和渗透系数,确定了土水特征曲线方程。计算结果表明:用离心试验结合数值计算方法研究压实砾类土的土水特性是经济可行的;压实砾类土增湿过程中,土水特征参数a为15.6,n为4.0,残留体积含水量θr为0.001;饱和土的渗透系数为5.0×10-7m/s,该研究可为公路工程灾害防治研究提供计算参数。     

根土复合体原位剪切试验装置研发及应用

为了对根土复合体展开深入研究,根据现有剪切试验的不足,文章研发了一种根土复合体原位剪切试验装置,装置由剪切圆环、固定圆环、荷载施加装置、推力测试装置,连接杆、导向槽,导向杆,种植桶等构成。采用该装置进行根土复合体进行剪切试验时不需要现场取样,不对根土复合体产生扰动,并可对不同深度处根土复合体进行剪切试验。通过实际应用验证了装置的可靠性,详述了其使用方法。     

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.     

济南富水裂隙黏性土的渗透特性试验研究

依托济南某基坑工程，对富水裂隙黏性土进行基本参数、原状土和重塑土渗透试验，对比分析室内外两种试验的差异性，优化室内渗透试验装置；开展SEM电镜扫描、工业CT扫描等微观试验，深入分析渗透机理。研究表明：裂隙黏性土通常可直观看到表面有接近圆形的孔隙特征，孔隙比大于0.8，室内渗透系数通常能达到10^-4 cm/s量级，现场抽水试验可达10^-3 cm/s量级，CT扫描分析可获取较为完整的裂隙-孔隙管道体系。研究认为：裂隙土的高渗透性主要因其本身大孔隙比和内部发育的裂隙与孔隙管道系统，较大的孔隙比为其高渗透性提供了基本条件，裂隙-孔隙管道系统进一步为高渗透性提供了通道。     

黄土湿陷对渗透系数影响的试验研究

针对湿陷性黄土地区工程建设中常常遇到"渗透-湿陷-渗透"这一反复发生的复杂过程所带来的一系列工程问题,开展了黄土湿陷后渗透性试验研究。基于室内湿陷渗透试验,结合扫描电子显微镜(SEM)和图像处理软件(IPP)分析等手段,通过试验对比研究了黄土湿陷前后土体的渗透系数、微结构、孔隙大小分布、孔隙形状及连通性的变化,以揭示黄土湿陷对其渗透性的影响规律及其微观机理。结果表明:渗透过程和湿陷过程相互影响,黄土的多孔结构是影响渗透性及湿陷性的主要内因;湿陷后黄土较原状黄土的渗透性明显变差,原状黄土多孔结构遭到破坏,颗粒接触方式有所变化,使得颗粒排列变密实,且孔隙连通性降低,从而导致渗透系数明显下降(为原状黄土的25%~33%);土的结构和构造、可溶盐的溶解和土中胶结物的溃散、土中孔隙的大小与数量以及连通性变化是黄土湿陷对渗透性影响的重要因素,多因素共同作用使得湿陷后土体渗透系数降低;试验结果可为湿陷性黄土地区的工程设计与施工提供可借鉴的基础理论依据。     

碎石土路基施工质量管理及检测方法

通过对碎石土原材料试验分析和试验路的实施，理论与实践相结合划分了碎石土结构类型。根据碎石土的结构类型和压实机械的动力性能，选择压实厚度，并通过大量测试数据建立了碾压遍数与路基强度和稳定性之间的关系，确保碎石土路基施工质量的碾压遍数。同时也提出了施工全过程中保证质量的技术措施和相应的检测方法，以达到控制碎石土路基施工质量的目的。     

旁压试验在饱和黏性土路基沉降计算中的应用

旁压试验作为一种岩土工程原位测试技术，由于其适用性好、测试速度快、试验条件较好，在欧标体系下的岩土工程勘察中应用广泛，但通过旁压试验结果计算饱和黏性土的路基沉降，目前并没有取得工程师的普遍认可，为此，以北非地中海某国一条高速公路工程为例，采用旁压试验结果对饱和黏性土路基总沉降量进行了计算，并通过传统固结理论计算结果进行了复核验证，结果显示有良好的可比性。     

路堤压实砾类土增湿过程的土水特性研究

沿河路堤水毁灾害经常发生,研究水在路堤中的土水特性和渗透性具有很重要的实际意义。以路堤压实砾类土为研究对象,通过离心模型试验,测量了土体增湿和减湿过程的孔隙水压力,结合有限元数值计算,基于随机搜索和优化算法,反演了压实砾类土增湿过程的土水特性参数和渗透系数,确定了土水特征曲线方程。计算结果表明：用离心试验结合数值计算方法研究压实砾类土的土水特性是经济可行的;压实砾类土增湿过程中,土水特征参数a为15.6,n为4.0,残留体积含水量θr为0.001;饱和土的渗透系数为5.0×10^-7m/s,该研究可为公路工程灾害防治研究提供计算参数。     

基于改进的Brauns理论碎石桩极限承载力计算模型研究

通过力学分析,结合碎石桩的破坏机理,在Brauns碎石桩极限承载力计算理论基础上,通过考虑地基土和桩体自重应力作用,推导出改进的Brauns碎石桩极限承载力计算模型。研究结果表明:通过考虑地基土和桩体自重应力作用,碎石桩极限承载力随着碎石桩桩体半径的增大而增大。与现有的碎石桩极限承载力计算理论相比,现有理论模型几乎均未考虑地基土和桩体自重的作用,且各个理论计算精度不一,结果不一致,与现场原位测试结果差别很大,无法指导工程实践,采用改进的Brauns计算模型,计算出的碎石桩极限承载力与现场原位测试结果误差最小,更符合工程实际。所以地基土和桩体自重应力作用对碎石桩极限承载力的影响不能忽视不计,建议在计算碎石桩极限承载力时采用改进的Brauns计算模型。     

级配碎石排水性能及基层排水系统研究

在半刚性底基层和面层之间设置级配碎石基层,可有效解决半刚性基层沥青路面结构排水性能差的缺陷。采用自行研制的渗透仪测试了6种不同空隙率级配碎石的渗透系数,计算了自由水在级配碎石基层的渗流时间和渗流路径,用路面渗水仪比较分析了级配碎石和水泥稳碎石的透水效果,设计了两种路面内部基层排水系统。结果表明,渗透系数与空隙率有很好的相关性,随着空隙率增加,级配碎石的渗透系数增加;渗入水在路面结构内的渗流时间缩短,排水性能提高;级配碎石基层具有良好的排水效果,可减少水损害的发生。通过设计的基层排水系统,可将级配碎石基层中的水排出路面结构以外。     

逐级加载条件下低液限饱和黏土的渗透试验

为研究饱和黏土不同荷载下的渗透特性,利用改制的K_0固结仪进行逐级加载条件下的变水头渗透试验,考虑饱和黏性土的有效孔隙比概念,分析了逐级荷载条件下起始水头、有效孔隙比、渗透系数和有效渗透系数的变化规律。结果表明:原状土的起始水头变化可以分为快速增加和缓慢增加两个阶段;重塑土起始水头与总水头变化速率有一定关联;原状土样的有效孔隙随着固结压力的增加逐渐减小;重塑土无效孔隙比的变化规律类似于原状土;当土样的结构逐渐破坏,其结构差异性趋于一致,有效孔隙比大的土样,其有效渗透系数较大;黏性土的渗透系数不仅与土体结构相关,土样在固结过程中对应的初始孔隙比、有效孔隙比的变化规律、水头高度及水头高度变化速率也对其有重要影响。     

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。     

高填土路堤预抛高分析计算

通过分析碾压机械压实过程中产生的附加应力,确定了分层碾压土体所具有的前期固结应力;通过土水特征曲线试验和渗透试验,按照渗透系数折减的方法确定了非饱和土的固结系数,按照饱和土的一维固结理论近似计算了非饱和土的固结过程;按照自重应力大于前期固结应力的原则计算填土路堤的再压缩沉降,结合固结计算的结果估计了高填土路堤的后期沉降,提出了不同填土高度、使用不同碾压机械的高填方路堤的预抛高。     

降雨条件下土体饱和-非饱和流固耦合计算模块的二次开发

基于非饱和流固耦合理论,在考虑初始孔隙水压力场生成、非饱和区饱和度和渗透系数设置、降雨入渗和出渗边界开发及非饱和土有效应力修正的基础上,对FLAC^3D软件中饱和流固耦合模块进行二次开发,建立土体饱和-非饱和流固耦合计算模块,并以Del Monte砂柱排水试验为对象进行数值模拟。结果表明,采用文中方法模拟计算的孔隙水压力、饱和度和排水速度更接近试验实测数据,开发的饱和-非饱和流固耦合计算模块可靠、合理。     

土质边坡在渗透系数各向异性条件下的稳定性分析

为了分析渗透系数各向异性对边坡稳定性的影响,该文基于饱和-非饱和渗流计算方法首先计算并分析了渗透系数的各向异性对边坡渗流场的影响,其次结合非饱和抗剪强度理论得到了设计方案下边坡安全系数的变化规律。研究表明:在土体水平向饱和渗透系数一定时:(1)相同雨型条件下,渗透系数各向异性比越大,雨水的入渗深度越小,孔隙水压力增量越小。(2)在相同渗透系数各向异性比条件下,降雨雨型决定了孔隙水压力增大的快慢和幅度。(3)降雨雨型决定了安全系数开始降低的时间,而相同雨型条件下渗透系数各向异性比则控制了安全系数降低的幅度。     

基于低碳视角的透水慢行系统结构生态效果评价

为完善透水慢行系统结构生态效果评价体系,通过渗透系数试验、现场渗透试验、吸声系数试验及路面温度调查,研究透水慢行系统的排水效果、降噪效果和降低城市热岛效应,并提出相应分级标准.结果表明:透水慢行系统生态效果明显,沥青混合料的渗透系数随空隙率和连续空隙率的增大而增大;无砂混凝土与级配碎石叠合基层的渗透速率最快,级配碎石基层次之,水泥稳定碎石和级配碎石叠合基层最慢;沥青混凝土吸声系数峰值与均值总体随空隙率增大而提高,相同连续空隙率下,小粒径吸声优于大粒径,相同空隙率下小粒径性能反而下降,透水性混凝土的吸声系数随空隙率增大而增大;透水路面路袁与中面层温度差值远远大于其他几种路面结构.