海绵城市大型透水停车场结构设计及水文特性研究

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:ff303
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随着中国城市化进程不断推进和经济社会的快速发展,中国汽车保有量呈指数增长,汽车停车场的面积随之不断增大。城市建设使用了大量的不透水材料阻隔了土壤与环境的物质能量交换,致使城市生态环境遭到破坏,产生热岛效应、城市内涝、空气质量差等各种问题。基于此,论文提出了海绵城市大型透水停车场结构形式,解决了传统停车场硬质铺装不透水、普通透水铺装承载力不足以及无法种植植物等问题。论文针对透水铺装的水文特性进行研究,给出了海绵城市大型透水停车场结构设计步骤及设计参数;根据透水铺装下渗机理,提出了透水停车场的透水功能设计指标,结合透水停车场结构强度要求设计了透水停车场结构层:C30水泥混凝土面板150mm(开孔率为53%)+粗砂找平层30mm+级配碎石基层300mm+土基,配筋率为0.63%。通过有限元计算软件ABAQUS对在静载作用下的透水停车场停车位建模,研究了透水停车场结构层应力应变的变化状况:透水停车场在承载18吨2轴6轮公交时,混凝土板板底拉应力为0.8025MPa,混凝土面层的位移量为0.7075mm,符合强度设计要求。对透水停车场进行了人工模拟降雨试验,并借助SWMM模型,量化了透水停车场在径流控制方面的作用。SWMM模拟结果表明透水停车场对雨水径流具有良好的调蓄效果,主要体现在径流总量、峰值流量的削减、产流时间、峰现时间的延缓。LID模型在重现期为1a、10a、20a、50a、100a时对径流总量的削减分别为541m~3、1082m~3、1243m~3、1297m~3、893m~3,径流总量削减率为100%、100%、100%、81.16%、57.12%;对峰值流量的削减为0.232m~3/s、0.461m~3/s、0.522m~3/s、0.583m~3/s、0.307m~3/s,产流时间分别推迟36min、31min、25min、6min、5min,峰现时间分别往后推移109min、102min、95min、9min、6min。无论是对于径流总量、峰值流量的削减效应,还是产流时间、峰现时间的延缓效应,透水停车场结构模型运行效果更优。论文的研究成果可以为海绵城市大型透水停车场结构设计提供理论依据,在提高停车场结构耐久性的同时,满足透水与生态要求。
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