合肥地區(qū)膨脹土裂隙發(fā)育和下滲特性的試驗(yàn)研究.pdf

1、雨水下滲是城市降雨流向中所占比例和變化程度最大，而合肥地區(qū)又坐落于膨脹土的特殊地質(zhì)條件，其遇水膨脹，蒸發(fā)失水的特性導(dǎo)致裂隙發(fā)育明顯，對(duì)土壤的滲透性也產(chǎn)生不同的影響，并且隨著城市的不斷擴(kuò)展，不透水下墊面越來越多，對(duì)降雨的匯流也產(chǎn)生了一些不利因素，城市降雨主要分流為水體蓄集、管網(wǎng)排流、以及土壤下滲三大方面，特別在南方短時(shí)間強(qiáng)降雨情況下，城市硬化路面的增多以及道路坡度、綠化、管網(wǎng)等因素造成了局部?jī)?nèi)澇的現(xiàn)象。
　　本文首先利用了合肥地區(qū)膨

2、脹土下滲性能與膨脹土獨(dú)特的脹縮性、裂隙性緊密相關(guān)，了解清楚膨脹土在干濕循環(huán)條件下，土體裂隙的發(fā)育規(guī)律以及對(duì)膨脹土滲透性能的影響，對(duì)樣品進(jìn)行規(guī)范制備，采用數(shù)碼相機(jī)定點(diǎn)拍攝裂隙圖，采用MATLAB處理矢量化裂隙圖，定量描述其裂隙變化。接著采用自行設(shè)計(jì)并經(jīng)率定符合試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的人工降雨模擬裝置，應(yīng)用此裝置完成了對(duì)城市硬化不透水路面與城市開發(fā)前裸膨脹土的兩種不同下墊面的徑流、滲流等研究。最后對(duì)比了城市硬化增加的不透水面對(duì)表面徑流的改變。
　　

3、針對(duì)試驗(yàn)全過程和MATLAB最終處理得到的裂隙頻數(shù)和分析，得到在裂隙發(fā)育初期，各段裂隙未形成貫穿體，此時(shí)土體吸水可增加滲透能力，并且保持一定其蓄水能力，但是當(dāng)干濕循環(huán)次數(shù)繼續(xù)增加，會(huì)導(dǎo)致土體內(nèi)部形成貫穿裂隙并且不斷增加裂隙寬度和長(zhǎng)度，最后導(dǎo)致土體失去穩(wěn)定性，也失去了對(duì)降雨蓄水的能力。因此，在夏季干濕交替較多的天氣，適當(dāng)在連續(xù)晴熱干燥時(shí)提高城市的裸土、綠化等的含水率可保持其蓄水能力，也可以緩解突遭暴雨時(shí)徑流峰的峰值和形成時(shí)間。
　　

4、自行設(shè)計(jì)裝配的簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)室小型多噴頭、下噴槽式人工降雨模擬裝置對(duì)降雨特性、降雨雨滴大小以及均勻性等的分析，基本滿足試驗(yàn)試驗(yàn)研究的需求。
　　對(duì)比城市短時(shí)間暴雨情況下，不透水下墊面與裸膨脹土的徑流變化，發(fā)現(xiàn)不透水下墊面使得暴雨初期雨水產(chǎn)流時(shí)間短，匯流時(shí)間快，形成穩(wěn)定徑流量速度快、徑流量值大，而且在降雨停止后消減曲線與裸膨脹土相差不大，這種變化在降雨強(qiáng)度相對(duì)較小和坡度較緩時(shí)，體現(xiàn)的更加顯著。因此，城市不透水路面的增多在一定程度上造成了強(qiáng)

5、降雨下城市局部?jī)?nèi)澇的產(chǎn)生，適當(dāng)保持土體原狀或在適當(dāng)?shù)膮^(qū)域使用透水下墊面，都可以在形成徑流峰時(shí)間上和峰值上有所緩解管網(wǎng)的排水壓力。
　　本文通過使用 MATLAB處理實(shí)驗(yàn)裂隙圖像，運(yùn)用矢量化處理定量分析表面裂隙的發(fā)育以及與其穩(wěn)定滲透系數(shù)的關(guān)系，更加清楚的了解在干濕循環(huán)過程中，土體滲透性能的變化，并且結(jié)合研制的簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)室小型多噴頭人工降雨模擬裝置探究不同雨強(qiáng)、歷時(shí)、土壤初期含水量等條件下膨脹土和不透水下墊面的徑流與下滲能力，建立典型實(shí)