【摘 要】
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自2012年我国提出“海绵城市”理念以来,低影响开发模式得到了持续发展,透水网格铺装作为一种常见的低影响开发措施,被广泛应用于海绵城市建设中。然而,在现实应用过程中,为提高其承载性能,透水砖下多采用水泥砂浆等强度高而透水性不好的材料。在面临降雨时,透水铺装表面常常形成雨水径流,雨水得不到下渗。基于上述情况,为同时保证透水网格铺装的雨水入渗及承载性能,本研究在透水网格铺装结构内部添加了渗井装置,通过
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自2012年我国提出“海绵城市”理念以来,低影响开发模式得到了持续发展,透水网格铺装作为一种常见的低影响开发措施,被广泛应用于海绵城市建设中。然而,在现实应用过程中,为提高其承载性能,透水砖下多采用水泥砂浆等强度高而透水性不好的材料。在面临降雨时,透水铺装表面常常形成雨水径流,雨水得不到下渗。基于上述情况,为同时保证透水网格铺装的雨水入渗及承载性能,本研究在透水网格铺装结构内部添加了渗井装置,通过原位试验结合数值模拟的方法,对渗井-透水网格铺装的两种性能进行了研究。本文的主要研究结论如下:(1)通过在室外构造的全尺寸模型对大粒径渗井-透水网格铺装、小粒径渗井-透水网格铺装和透水网格铺装3种结构进行了表面浸水试验和自然降雨状态下的土基含水率长期监测试验,结果表明,大粒径渗井-透水网格铺装和小粒径渗井-透水网格铺装的表面入渗速率相比透水网格铺装分别提升25.4倍和6.4倍,且渗井-透水网格铺装的长期雨水入渗性能良好。(2)为分析渗井-透水网格铺装的承载性能,通过Evd测试仪分别对大粒径渗井-透水网格铺装和透水网格铺装进行了原位承载试验,结果表明,渗井-透水网格铺装相比透水网格铺装面层沉降量增长19.6%、动态变形模量值减少26.3%。(3)为进一步分析渗井-透水网格铺装的雨水入渗性能,利用SEEP/W模型构建了其二维数值模型,通过设置流量截面计算了其在2 a、5 a、20 a降雨重现期下的径流系数,结果发现,在此三种降雨重现期下的径流系数分别为0.035、0.105、0.252,即在降雨强度较小时,渗井-透水网格铺装的截流效果最好。同时通过渗水云图和8个测点处的含水率变化,可以看出雨水主要通过渗井向透水铺装结构内部入渗,各测点的含水率增长速率随降雨强度的增大而增大。(4)针对原位承载试验中只能施加单一荷载情况,利用ABAQUS构建了渗井-透水网格铺装和透水网格铺装的三维模型,同时在模型表面添加不同荷载边界条件,结果发现,在特定荷载下渗井-透水网格铺装相比透水网格铺装面层位移最大增加0.07 mm;水泥碎石基层底部的水平应力最大增加5.09 kPa、水平应变最大增加12.2με;土基顶的压应变两者相差最大为80με。在3000次循环荷载下渗井-透水网格铺装相比透水网格铺装的面层最大沉降量增加0.32 mm。
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