排水面层渗流模型及参数

为了分析相关参数对排水路面渗流特性的影响,应用渗流力学理论推导并建立了排水面层渗流运动模型.采用四阶的Runge-Kutta公式求得排水层最大潜水厚度的数值解,并对数值解进行回归分析,得到了最大潜水厚度与其他各参数之间的回归方程,依据该方程计算得到的降雨强度理论值能够较准确地反应实际使用情况.该方程表征了排水面层在一定的降雨强度下不出现地表径流的条件,可以指导排水路面排水层厚度的选择以及排水性沥青混合料目标空隙率的确定,为排水性路面功能特性和耐久性的协调提供了理论依据.     

柔性基层沥青路面面层参数对面层畸变能的影响

为了研究沥青路面面层内部畸变能的变化规律,应用BISAR软件分析了柔性基层沥青路面面层的模量、厚度及泊松比等参数对面层畸变能的影响,并比较了不同层间状态下沥青路面面层内部的最大畸变能可能发生的位置。研究结果表明:增加层间的连续性,提高面层的模量,增加面层的厚度及泊松比,可以有效减小面层的畸变能,从而提高柔性沥青路面的使用寿命;面层畸变能最大值的位置与层间状态有关,当层间状态为连续时,最大畸变能的位置在面层厚度的1/3处,当层间状态为光滑时,最大畸变能的位置既可能在面层厚度的1/3处,也可能出现在面层底部。分析结果为以最大畸变能理论解释柔性基层沥青路面在车辆荷载作用下的破坏机理及长寿性沥青路面结构设计提供了依据。     

填埋场导排层最大渗滤液深度影响参数显著性分析

为确定填埋场导排层最大渗滤液深度及各影响因素的显著性,首先基于扩展Dupuit假定推导了导排层渗滤液深度解析解,分析了不同渗滤液入渗强度情况下导排层渗滤液深度分布规律;其次将导排层渗滤液入渗强度、渗透系数、水平排水距离、坡度以及排水盲沟处水头5个主要参数采用正交试验分析法水平组合,通过方差分析对比了各参数对最大渗滤液深度的影响程度.研究结果表明：（1）推求的渗滤液深度解析解考虑了排水盲沟的实际水力状态,准确描述了渗滤液深度沿程分布特征;（2）渗滤液入渗强度和水平排水距离对导排层最大渗滤液深度具有显著性影响.研究成果可为填埋场导排层设计参数优化和预防渗滤液水位过高导致的填埋场失稳破坏提供技术支持.     

浅谈超高渐变段合成坡度设计

公路路面排水不畅路段通常会造成路面积水,从而影响行车的安全.而路面合成坡度则是判断其排水是否顺畅的重要指标.一般路段,道路的路拱横坡足够大,其合成坡度可满足路面排水需要.但对于超高渐变段,在横坡趋于0时,则需综合考虑路线纵坡以及超高渐变造成的附加坡度,对其合成坡度进行检验,并相应调整道路超高渐变段的设置或纵面设计,以确保合成坡度满足路面排水需要.     

垃圾填埋场排水层淤堵实验特征

垃圾填埋场运行过程中,渗滤液的渗流和生物化学作用,不断影响和改变着排水层的渗透性能.以不同粒度成分的砂砾排水层为研究对象,模拟填埋场渗滤液的渗流,探索性地将化学实验方法应用于渗滤液排水层渗透能力评价中.实验发现,渗滤液中挥发性脂肪酸的发酵产物(碳酸)与金属离子发生化学反应是淤堵物生成的主要原因,而生物膜的生长和固体悬浮物的沉聚是次要原因.淤堵物的主要化合物成分是碳酸钙和二氧化硅,主要元素组成为Ca、Si、Fe、Mn、Zn、Mg等.淤堵物的成分及其相对含量与排水介质粒度成分无关,但排水介质的有效粒径越大,生成淤堵物的总量越多.建立了排水层渗透性(K)与渗滤液水质(COD)、排水层结构(avρgl·d10和排水孔隙度)间关系的淤堵模型.     

塑料盲沟用于边坡客土层底部排水的实验研究

针对边坡客土层底部滯水层导致边坡失稳的问题,提出了一种用塑料盲沟进行土层底部排水的新方法.并凭借人工模拟降雨装置,对不同类型和型号的塑料盲沟在不同条件下的排水效果进行了分析和评估.实验结果表明,随雨强增大,塑料盲沟的排水量也增多,但排水效率有所下降;在大于30°的较大坡度下,塑料盲沟有较好的排水效果;中空圆形塑料盲沟在降雨过程中具排水优势,而多孔矩形塑料盲沟在降雨结束后排水效果更好;塑料盲沟能有效降低客土层土壤含水量,防止滞水层和软弱滑动面的出现,从而增强客土层的稳定性.     

排水性沥青混合料的路用性能试验评价探讨

排水性沥青路面面层采用大空隙开级配的沥青混合料,中、下沥青面层采用密实级配沥青混凝土,并在排水性沥青面层与中面层之间设置防水粘层,同时在路肩下设置纵向侧沟和横向排水管,使渗入到排水功能层的水能横向排除到路面结构以外。本文主要结合排水性沥青在路面工程中的应用,对排水性沥青混合料的路用性能从试验的方面做了相关的评价分析与总结。     

透气真空排水法对疏浚淤泥表面水的促排作用

通过自行研制的模型试验装置,进行了16组不同控制条件下的透气真空排水室内模型试验,得出了采用透气真空排水法各试验的淤泥试样表面水层厚度.在相同试验容器内进行相同初始含水率疏浚淤泥的自然静置沉降试验,对比了自然静置沉降试验与透气真空排水试验的表面水排出率.结果表明:透气真空排水试验的表面水层厚度大于自然静置沉降试验中的表面水层厚度;透气真空排水法能够促进淤泥向上表面排出水分.通过排水面和淤泥颗粒受力分析,从颗粒絮凝的"絮凝-断裂"沉降过程以及下部支撑淤泥层的"抽空"效应解释了透气真空排水法促进表面水排出的机理.     

液化土中管线抗上浮排水措施数值分析

采用以广义Biot固结原理和Pastor-Zienkiewicz Mark-Ⅲ广义塑性本构模型为基础的动力有限元分析方法,研究了U形碎石排水对液化土中地下管线上浮的减灾效果及机理.U形排水带由2个竖向1个横向排水层构成.通过参数分析,讨论了竖向排水带宽度、竖向排水带与管线的距离、水平排水带厚度、排水碎石渗透系数等因素对地震时管线上浮位移的影响.研究结果表明:采用基于广义塑性本构模型的动力有限元分析方法可以很好地模拟地震时地下管线发生的上浮现象;在管线周围设置U形排水带明显降低了管线的上浮位移;排水带渗透系数对管线上浮位移的影响较大;合理地设计排水带的几何尺寸和渗透系数可有效地控制管线的上浮位移.     

加铺层厚度对冲击压实改建路面力学性能的影响

 采用三维有限元方法研究冲击压实技术改建后的白加黑路面的受力机制,讨论加铺的水泥稳定基层和沥青砼面层的厚度分别对改建路面的受力性能和使用性能的影响。计算结果表明：冲击压实改建路面在轮载作用下加铺层与破裂水泥砼板块间会出现脱空,是此种路面结构所特有的工作模式;在交通荷载下,加铺的沥青砼底面较容易产生横向疲劳裂缝,从而在沥青砼面层中形成由下而上的反射裂缝,而受轮载直接作用的沥青砼表面并不容易损坏;面层所受的应力极值随加铺层厚度的增加呈线性减小;增加加铺层厚度能够明显减少由交通荷载引起的路面开裂,并且增加水稳层厚度比增加面层厚度更为经济有效;但增加加铺层厚度对改善沥青砼面层抗车辙能力的效果不显著。     

排水管道堵塞试验及影响因素分析

随着智慧城市信息集成化的发展应用,对排水管道内水位、流量等主要运行参数的实时监控与自动采集需求越来越强,利用参数采集系统对排水管道堵塞进行定位监测,基于水力相似原理,建立变态相似模型,按照原型长度比例缩小20倍建立试验装置,并针对排水管道试验模型重力流、压力流不同工况进行堵塞试验及堵塞影响因素研究,结果表明:在重力流中,堵塞前水位和堵塞强度呈正相关分布,堰上水头最低点出现在堵塞高度为管径的50%时,且过流损失均随着坡度的增加而增加;堵塞强度在0.5时,过流损失减少值最小;在压力流中,堵塞程度越大,堵塞点前后管道水位高度变化越大;在同一堵塞强度条件下,过流损失随着堵塞长度的增加而增加;随着坡度增加,过流损失增加差额减少;堵塞长度越大,坡度对过流损失的影响越小。试验研究分析了排水管道堵塞状况的变化规律,为排水堵塞故障识别提供了基本依据。     

关于解决排水泵站进水管道淤泥沉积问题的研究

排水泵站进水管道淤泥沉积是泵站运行管理工作中常见的问题,不仅给养护工作带来了很大的困难,还大大提高了养护管理费用。为了降低泵站养护费用,提出了在设计施工时加大泵站进水管道设计坡度、在泵站进水管线上设置沉泥井等防淤清淤措施。     

排水沟边坡坍塌的原因及防治措施

本文以内蒙古巴盟地区排水沟边坡为例,介绍了不同土质的排水沟边坡体发生坍塌的各种原因,并对各项防塌工程措施进行了效果和经济指标的分析.     

考虑复合衬砌层间接触效应的衬砌结构力学特征

为了研究防水板对复合式衬砌结构力学特征的影响机制,以实际工程为依托,采用FLAC^3D有限差分软件内置的Interface接触面单元模拟防水板引起的层间接触效应,建立数值仿真模型并与荷载结构模型进行对比,分析了二衬在不同排水率下的内力及形变特征,并探究了二衬各设计因素对其安全性的影响规律。结果表明：在初支与二衬间设置接触面单元来模拟防水板引起层间接触作用的地层结构模型可靠性较高;防水板的存在导致初支与二衬无法协同受力,复合衬砌层间出现应力突变现象,二衬具有挤压或脱离初支的形变特征,且受挤压部位的层间界面将产生错动滑移;依托隧道断面最小安全排水率为0.66,隧道排水率低于0.8时衬砌最不利截面均位于拱脚附近;相比于增大二衬厚度或混凝土强度等级,优化衬砌结构断面形状更能提高其水压承载能力,且优化衬砌断面形状后的二衬通过增大厚度或混凝土强度来提高其水压承载能力的效果高于优化前。     

基于EPANET的桐梓隧道反坡排水设计和分析

为提高桐梓隧道反坡排水系统管道水力计算精度,确定排水管道流速和节点水压力分布及水头损失,模拟不同类型水泵组合和排水方式,基于EPANET建立桐梓隧道反坡排水模型,通过控制管道流速和末端水压力,实现对整个排水系统的设备选型和动态模拟.结果表明:与常规计算方法相比,EPANET隧道反坡排水模型在水力计算时考虑了实际高程及局部水头损失,总水头损失计算准确度提高50％以上,设计流速与实际流速一致,并能得出管网系统动水压力分布.可见EPANET可以对不同水泵组合模拟抽水分析,为隧道反坡排水设备选型和水力计算提供参考.     

多级孔板提高井筒气体携液能力实验研究

气井生产时，井底积液会影响气井产量，甚至导致气井停产。加入泡沫剂、更换小直径油管或氮气举升等措施排出井底积液是保证气井生产的重要手段，但造成液体回流的井筒结构并没有变化。改变适合于单相流体的均一井筒结构，降低气液两相流中液体在井筒的回流，提高气体携液能力，形成适用于气液两相流的井筒结构，可以改善气井生产。实验设计了安装于管筒内的类似于倒置漏斗形的多级孔板装置，以井底气体为动能，借助“爬楼梯”原理，利用孔板减少或阻止液体回流，使液体通过多级孔板逐级上升；实验利用气体压缩机提供气源，测试了不同气体流速下，加入孔板对于气体和泡沫携液能力的影响。实验表明，在管筒内加入液体回流限制装置，大幅度地提高了管筒的气体携液能力和排液效果，减少了管筒液体回流量，降低了气体排液和泡沫排液的气体流速临界值。多级孔板可用于气井增产，能够提高气体携液能力，提高泡沫携液效果，降低泡沫剂的使用量和井底残液，但在实际生产中气体流量和装置的匹配性，还有待于在现场试验中进一步验证和优化。     

路面水流线模型及水文计算参数选择

根据几何学中空间平面对水平投影面最大坡度线原理以及解析几何中二次抛物线在凸凹型竖曲线的最高、最低点几何构成方法,应用软件CAD绘图功能进行二次开发,分析了高速公路曲线路段的路面排水规律,建立了公路路面水流线合成坡度大小和水流线方向的模型。该模型可以定量计算路面汇水区大小,并确定排水设施的设置。同时针对公路几何线形划分,提出不同线形组合排水设计的参数选择模式,并对《公路排水设计规范》(JTJ18-97)中水力计算公式的参数选择提出了修正。     

城市雨水管网模型参数的率定与评价

为推动排水管网模型在城市雨水管理领域的应用,建立了上海市某居住小区雨水管网模型,通过实施管道流量测量,对常用产汇流模型的主要参数进行了率定,并对径流体积和洪峰的影响参数进行了灵敏度排序.结果表明:对径流体积与洪峰流量,最主要的影响因素是不透水表面径流系数/有效不透水面积因子和不透水表面比例;对径流体积影响较小的参数是管壁粗糙系数和地面坡度;对洪峰影响较小的参数为透水表面的渗透性能和地面坡度.总体而言,Horton公式参数的灵敏度最大,英国模型参数的灵敏度最小.研究成果可为城市排水管网模型参数的选择与率定提供参考.