关于中央分隔带排水设计及相关问题的探讨

中央分隔带排水设计是高速公路路面排水设计的重要内容。本文针对中央分隔带排水设计,介绍了排水设计的原则和设计构思;结合直线段和超高段的排水设计,分析了不同形式的中央分隔带排水设计的优缺点;探讨了中央分隔带排水设施舍理安排施工工序的问题;最后提出了三种不同损坏情况下的解决方法,为中央分隔带排水设计及施工提供了借鉴。     

基于非饱和流的路面结构排水分析

基于非饱和流理论,采用有限元软件对典型的公路断面进行了排水模拟,并与现行饱和流计算结果进行比较,发现基于饱和流计算排水基层的排水时间远远小于非饱和流数值模拟的结果,建议将非饱和渗流理论引入路面结构排水设计,以正确评估排水系统的排水性能。     

公路中央分隔带排水相关问题探讨

分别介绍了直线段中央分隔带和超高段中央分隔带，对各种排水设计方案进行对比分析，阐述了各种排水方案存在的优缺点，以期对于今后我国高速公路排水设计起到指导作用。     

上海市高等级公路路面内部排水设计探讨——陈海公路中段路面排水系统设计

分析了高等级公路路面内部渗水对路面的损坏作用。通过陈海公路中段路面排水系统的设计,介绍了一级公路以排水要求合理设计路面结构、路面内部排水系统和中央分隔带排水等设计内容。     

公路中央分隔带非饱和渗水研究

根据非饱和土的渗流理论,采用有限元软件对不同降雨强度、不同降雨历时下公路中央分隔带进行渗流模拟,结果表明渗入中央分隔带的水量与降雨强度、降雨历时及回填土的性质有关。     

浅析中央分隔带排水设计

阐述了中央分隔带未设排水措施的危害，较全面地列举了中央分隔带排水设施的形式及各种形式的适用范围，介绍了各种中央分隔带排水构造物尺寸的计算方法，并列举了具体实例进行说明，以保证道路路基路面的安全、稳定。     

一种确定裂隙非饱和水力参数的数值模拟法

根据裂隙面分形维数、裂隙面位错值和裂隙面上的面积接触率 ,用随机布朗函数生成裂隙的开度分布。基于裂隙局域为平行平板的假定 ,把裂隙面离散成许多等大小的正方形网格 ,对裂隙排水和吸水时的非饱和渗流过程进行了数值模拟。根据不同毛细压力下裂隙饱和度和非饱和渗透系数的模拟结果整理出了裂隙排水和吸水曲线 (即毛细压力 -饱和度的关系曲线 )以及减饱和、增饱和时的非饱和渗透系数 -毛细压力的关系曲线。模拟结果与试验结果的定性比较表明用本文方法来确定岩体裂隙非饱和水力参数是切实可行的。     

高等级公路中央分隔带排水系统的设计

通过对高速公路中央分隔带的设置型式、功能、内部积水原因,对路面结构、路基造成损害和对行车的影响程度进行简述,指出高速公路进行中央分隔带排水设计的必要性,结合中央分隔带排水设计原则,提出关于设计要点的构思、设计方案的布置及其排水构造的设计要求,并对各种设计方案进行综合评价,供同类工程设计参考。     

水布垭大岩淌滑坡非饱和渗流分析与渗控优化

根据水布垭大岩淌滑坡的地质条件，提出了水布垭滑坡渗流分析的模型。应用改进的饱和－非饱和渗流分析方法对水布垭滑坡渗流场进行数值模拟研究，得出了水布垭滑坡的地下水位因降和雾化雨而变化的规律。比较各种渗控措施的效果，提出了排水优化方案。     

真空预压地基非饱和带探讨

目前,真空预压研究中将加固地基均视为饱和土,这与工程实测的地基地下水位下降相矛盾。针对这一的现状,通过对真空泵抽水的室内模拟试验和真空预压工程中实测现象进行分析,得出不同外界条件下真空吸力可引起水、空气或气液两相对流:(1)真空预压工程中射流泵提供的真空吸力引起地基中流体气液两相对流;(2)真空预压地基存在非饱和带,真空预压工程实践中密封系统不是绝对密封的,预压地基内存在漏气,液-液气射流泵以气水两相流态抽吸地下水,导致抽真空期间地基地下水位下降;(3)真空预压地基非饱和带类似于群井抽水地基的非饱和带,射流泵抽水量来源于地下水位下以上非饱和带土体的重力排水和地下水位以下饱和土体的弹性释水。同时,提出当前真空预压研究中,理论分析、室内模型试验与实际工程中的地基加固边界密封条件不同是产生矛盾或分歧的根源所在。     

大型贮灰场的三维饱和–非饱和瞬变流数值模拟及非饱和参数试验

基于Narasimhan T N的理论,研究了大型复杂工程问题的三维饱和–非饱和瞬变流数值模型,编制了相应的计算机程序。成功地对占地1.1km×1.0km×72m的大型不规则域--上冶峪干贮灰场进行了历时87 d的饱和–非饱和瞬变流数值模拟,演绎了场内粉煤灰体的含水率、饱和度和孔隙水压力在洪水、降雨、排渗和蒸发等作用下,随时间变化的规律和过程。同时,还进行了特殊工程材料--粉煤灰的水分特征曲线和非饱和渗透系数K(h)的试验。     

土坝饱和-非饱和渗流数值分析方法研究

本文提出土体非稳定渗流数学模型和新计算方法,用以计算土坝饱和-非饱和区的渗流。在数学方程求解和数值计算中,采用伽辽金有限元法结合隐式向后差分法,编制出简单合理和切实可行的计算程序SUSED。并以唐山陡河土坝为计算对象,从坝中取样通过试验求得计算参数,用本文方法对该坝饱和-非饱和渗流进行数值计算,计算结果规律正常,令人满意,说明上述数学模型和计算方法是行之有效的,适用于稳定渗流和非稳定渗流。     

非饱和带水–气二相流数值模拟研究

为了真实反映非饱和带中流体(水和气)的运移规律和渗透特性,将非饱和带中的孔隙水和孔隙气作为研究对象,基于水-气二相流理论,建立了水-气二相流数学模型。该模型采用积分形式的有限差分法对控制方程进行离散,在应用Newton-Raphson迭代方法得到相应的线性方程组的基础上,编制了三维计算程序SEEP2P。通过对土坝稳定渗流和降雨入渗情况的计算分析,得出稳定状态的渗流可以近似采用单相流模型来模拟,降雨入渗下的非稳定渗流问题采用水-气二相流模型来模拟更加符合实际。采用水-气二相流模型模拟得到水相、气相的流动状态,为定量研究孔隙气压力对入渗水流的影响提供了有效途径。     

海塘渗透破坏数值模拟及渗透特性

为研究海塘的洪水渗透规律和渗透破坏机制,提出了可考虑土体渗透性随渗透破坏而变化的饱和非饱和/非稳定渗流分析模型,编制了相应的程序.选取实际海塘进行了洪水渗透过程的数值模拟,并将计算结果与现场监测试验结果进行了对比,表明所建立的分析模型和计算程序是正确的.工程实例分析结果表明,海塘洪水渗透过程是一个涉及土体渗透性变化的饱和非饱和/非稳定渗流过程,塘身浸润线变化经历4个阶段,海塘渗透破坏是大渗流比降下洪水长时间渗透所导致的.因此海塘的洪水渗透破坏涉及破坏区土体渗透性的变化以及饱和-非饱和/非稳定渗流,按中国现行规范应用稳定渗流分析方法进行计算是存在问题的.     

岩质边坡降雨入渗过程的数值模拟

对岩质边坡降雨入渗的数学模型及模拟方法进行了探讨。在此基础上，研究了非饱和－饱和渗流模型中的非线性方程组及其解法，给出了Picard迭代法求解该方程组的方法、步骤，并对边坡降雨入渗的规律进行了研究，阐述了岩质边坡降雨入渗过程中基质吸力的变化、暂态饱和区的形成、发展以及暂态水压力的分布、变化。用上述方法分析、模拟了某露天矿边坡降雨入渗的全过程。     

水力模型用于排水系统的设计优化

在传统的城市排水管网设计和管理中,一般采用恒定流水力学理论计算管网的汇流过程,无法反映真实水流的突涨突落的非恒定流特点,因此在上海市虹南排水系统的规划设计中,应用城市排水系统水力模型模拟技术详细分析了雨水排水系统的水力学特征,诊断了管网瓶颈,优化了其管网布局、调度方式和工程方案,为提高虹南雨水排水系统的规划、设计、管理、运行技术水平发挥了重要作用。     

公路边坡降雨入渗的数值模拟

根据岩土饱和-非饱和渗流理论,通过降雨入渗模型及其有限元分析方法,结合工程实例,在强降雨条件下数值模拟了公路边坡地下水渗流场动态,得到了降雨过程中边坡地下水压力水头、总水头变化、流速的变化规律,对有关的边坡稳定性分析提供了参考数据.     

土质高边坡的降雨渗流场数值模拟分析

运用饱和-非饱和渗流有限元法模拟降雨条件下饱和-非饱和土质高边坡暂态渗流场的变化情况,本文对降雨边界的处理方法加以改进,使其适用于土质高边坡渗流场的计算.对砂箱模型和土质高边坡模型的计算结果表明:所提出的边界条件的改进足可行的;雨水入渗引起土壤基质吸力大量丧失,降雨初期基质吸力丧失最快;当降雨强度相对土体入渗能力较大时,基质吸力的丧失速度主要取决于土体自身的入渗能力.     

降雨入渗及蒸发对土坡稳定性的影响分析

通过选取典型土性参数,对黏土、粉砂土、均质砂土、有黏土覆盖的均质砂土边坡进行了饱和-非饱和渗流分析,得到降雨入渗及蒸发过程的孔隙水压力场和含水率瞬态分布,再利用简化Bishop条分法搜索并计算最危险滑动面的安全系数,对土坡的瞬态稳定安全系数进行评价。