合肥地區(qū)膨脹土裂隙發(fā)育和下滲特性的試驗研究.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展，不透水下墊面越來越多，對降雨的匯流也產(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，特別在南方短時間強降雨情況下，城市硬化路面的增多以及道路坡度、綠化、管網(wǎng)等因素造成了局部內(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)律以及對膨脹土滲透性能的影響，對樣品進行規(guī)范制備，采用數(shù)碼相機定點拍攝裂隙圖，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)計并經(jīng)率定符合試驗標準的人工降雨模擬裝置，應(yīng)用此裝置完成了對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。最后對比了城市硬化增加的不透水面對表面徑流的改變。
　　

3、針對試驗全過程和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，但是當干濕循環(huán)次數(shù)繼續(xù)增加，會導(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度，最后導(dǎo)致土體失去穩(wěn)定性，也失去了對降雨蓄水的能力。因此，在夏季干濕交替較多的天氣，適當在連續(xù)晴熱干燥時提高城市的裸土、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徑流峰的峰值和形成時間。
　　

4、自行設(shè)計裝配的簡化實驗室小型多噴頭、下噴槽式人工降雨模擬裝置對降雨特性、降雨雨滴大小以及均勻性等的分析，基本滿足試驗試驗研究的需求。
　　對比城市短時間暴雨情況下，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)流時間短，匯流時間快，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，這種變化在降雨強度相對較小和坡度較緩時，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

5、降雨下城市局部內(nèi)澇的產(chǎn)生，適當保持土體原狀或在適當?shù)膮^(qū)域使用透水下墊面，都可以在形成徑流峰時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處理實驗裂隙圖像，運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)合研制的簡化實驗室小型多噴頭人工降雨模擬裝置探究不同雨強、歷時、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