基于流固耦合的透水路面空隙堵塞细观机理研究讲述.docVIP

山东大学大学生 科技创新基金项目申请书 学 院： 土建与水利学院 项目名称： 基于流固耦合的透水路面孔隙堵塞细观机理研究 申请负责人： 王复生 指导教师： 张炯 山东大学本科生院制 2014 年 4 月 25 日 填 写 说 明 一、申报书须逐项认真填写，填写内容必须实事求是，表达明确严谨。空缺项要填“无”。 二、项目由全日制本科生提出申请，原则上以一至三年级学生为主。申请者要品学兼优、学有余力，有较强的独立思考能力和创新意识，对科学研究、科技活动或社会实践有浓厚的兴趣；参与学生要自主设计实验、自主完成实验、自主管理实验；注重创新训练项目实施过程，强调项目实施过程中学生在创新思维和创新实践方面的收获。 三、申请者可以是个人或团队，团队总人数不得超过5人。 四、申请书中第一次出现外文名词时，要写清全称和缩写，再出现同一词时可以使用缩写。 五、表格中的字体小四号仿宋体，1.5倍行距；需签字部分由相关人员以黑色钢笔或水笔签名。均用A4 纸打印，于左侧装订成册。 项目名称 基于流固耦合的透水路面空隙堵塞细观机理研究 起止时间 2014 年 5 月至 2015 年 5 月 负责人 姓名 年级 所在院系、专业 联系电话 E-mail 王复生 2013级 土建与水利学院 水利水电工程411574476@ 项目组成员 粟一帆 2013级 土建与水利学院 水利水电工程abc296653041@ 陈仁圣 2013级 土建与水利学院 水利水电工程904984496@ 陈东平 2013级 土建与水利学院 水利水电工程861046721@ 商慧 2011级 土建与水利学院 城市地下空间774681236@ 导 师 姓名 张炯 职务/职称 水利水电工程系副主任 电话E-mail jiongzhang@ 申请理由（包括自身具备的知识条件：自己的特长、兴趣 近年来，随着国民经济的发展，我国城市化进程有了显著提高，而城市化的一个重要表现就是不透水面分布比率的上升。随着城区不透水面积的增加，引发了一系列城市生态环境的改变，其中最为严重的就是降雨产流量增大，径流系数明显偏大，降雨产生的地面径流由于无法渗入地下而形成市区内涝积水灾害，比如2012 年发生在北京的7.21暴雨引发的涝灾造成了重大人员伤亡和经济损失。大雨大涝，小雨小淹，排水不畅已经成了城市的顽疾，这给城市建设者们敲响了警钟。因此，如何能使降雨不产生或尽量少产生地表径流成为国内外城市（尤其是大都市）建设过程中十分关注的问题。试图将雨水全部汇入下水管道排入河道的做法不仅花费巨大而且不符合可持续发展观；使雨水入渗土壤、补充地下水资源或者加以储存利用已成为目前国际上推崇的主流思路。 透水混凝土是一种高渗透性路面材料，有着很好的透水性和通气性。它作为一种环境友好型道路铺装材料在城市道路中得到了广泛应用。利用透水性混凝土的渗透性来排除多降雨地区的积水始于20世纪70 年代[2]，研究表明，透水性混凝土路面的高孔隙结构能让雨水有效渗入地下，减少城市地表径流，此外，贯通性孔隙具有吸音、降噪的功能。透水路面还具有良好的生态功能，可以使入渗的雨水水质得到净化，并可调节地表温湿度，有效减缓城市热岛效应。在可持续发展理念指导下，近几年我国透水路面工程研究应用迅速发展，这将对解决大都市的市内排水不畅问题起到巨大的作用。透水路面与普通路面最大的差异就在于透水性，而影响路面透水性的主要因素就是孔隙率。研究表明[3]，孔隙率大于8%才能保证路面透水的有效性。然而在透水路面建成后，由于矿物或有机的细颗粒会随着水流不断进入孔隙，孔隙会因堵塞而导致渗透性能不断降低，从而难以发挥透水性路面的功能，使其演变成非透水路面，造成经济上的浪费。由于国际上对透水性混凝土透水性能的研究刚刚起步，而在防止透水性路面堵塞方面的研究较少，且主要偏重于现象上的实验分析，或仅在二维层面上进行研究。因此，本项目拟借助试验和三维数值计算等手段研究透水混凝土渗透性演变及堵塞的细观力学机理，建立能反映透水性路面堵塞的数值模型，为透水性路面设计施工方案和参数的选取、养护维修措