文档摘要：相比于传统土工织物,新型土工织物是一种因编织了亲水尼龙织物而在非饱和环境下具有较高排水效率的新型材料,其排水效率受铺设方式、降雨、温度、相对湿度等因素影响.目前关于铺设方式、降雨对其排水效率的影响已有一定研究,但有关蒸发、蒸腾作用对排水效率的影响还缺乏系统研究.鉴于此,基于已开展的砂土自由排水和新型土工织物水平铺设(排水端延伸至空气中)下的排水试验,首先通过在砂土中设置一层不同铺设方式下的新型土工织物(排水端未延伸至空气中,无蒸发),开展排水对比试验;随后,在砂土中设置一层新型土工织物,开展排水端延伸至空气中(蒸发),排水端穿过植草土壤(蒸腾)下的排水对比试验,探究新型土工织物在蒸发、蒸腾作用下砂土湿润锋、砂土含水率(体积、质量)的变化规律.结果表明:在砂土中铺设一层新型土工织物后,虽增加了排水路径,但新型土工织物排水端未延伸至空气中,不能进行蒸发作用,加之铺设的新型土工织物上无湿度差,不能产生吸力差,水分迁移仅受重力影响,其排水效率接近砂土自由排水,反之,水分迁移将受重力和吸力双重作用,更多的水分被排出;新型土工织物蒸发作用下的排水效率是无蒸发作用下的1.25倍,蒸发作用对排水效率的影响大于铺设方式;蒸发作用相当于天然"水泵",新型土工织物相当于排水"管道",若排水时间足够长,新型土工织物能持续降低砂土中水分;为发挥新型土工织物最佳排水效率,须将新型土工织物排水端延伸至空气中进行蒸发作用;用于排水的材料若在非饱和环境下排水效率低,不仅不能排水,反而阻滞水分迁移,抬升地下水位,产生不利的影响;植物蒸腾和土壤蒸发作用能提高新型土工织物排水效率,但影响小于蒸发作用.研究成果可为新型土工织物的排水设计、施工提供参考.
Abstract：Comparedwithconventionalgeotextiles,thenewgeotextileisageomaterialwovenwithahydrophilicnylonfabricthathasahighdrainageperformanceinanunsaturatedenvironment;however,thedrainageefficiencyisaffectedbytheinstallationmethod,precipitation,temperature,relativehumidity,etc.Currently,certainstudieshavebeenconductedontheinfluenceofinstallationmethodandprecipitationondrainageefficiency;however,thereisalackofsystematicresearchontheinfluenceofevaporationandtranspirationondrainageefficiency.Inviewofthislimitation,basedonthedrainagetestresultsofsand-freedrainageandthenewgeotextilehorizontallaying(drainageendextendstotheair)andbysettingalayerofnewgeotextileinthesand,thecomparativedrainagetestswerefirstcarriedoutunderdifferentlayingmethods(drainageenddidnotexposetoair,sononevaporation).Second,bysettingalayerofnewgeotextileinthesand,thecomparativedrainagetestswerecarriedoutbetweenthedrainageendexposedtotheair(evaporation)andthedrainageendpassedthroughthegrass-vegetatedsoil(transpiration)toexploretheinfluenceofevaporationandtranspirationonthewettingfrontandthemoisturecontent(volumetricandgravimetric).Theresultsshowthatafterinstallingalayerofnewgeotextileinthesand,althoughthedrainagepathwasincreased,thedrainageendofthenewgeotextilewasnotexposedtoairandthennoevaporationoccurred.Inaddition,therewasnohumiditydifferenceonthenewgeotextile,andnosuctiondifferencewasgenerated;therefore,themoisturemovementwasaffectedonlybygravity,anditsdrainageefficiencywasclosetothatofsandfreedrainage.Conversely,whenthemoisturemovementwasaffectedbythedualactionofgravityandsuction,morewaterwouldbedrainedout.Thedewateringefficiencyofthenewgeotextilesundertheconditionofevaporationwas1.25timeshigherthanthatofthenonevaporation,andtheevaporationexertedamuchgreatereffectondewateringthanthatoftheinstallationmethod.Evaporationisequivalenttothenatural"waterpump",andthenewgeotextileactsasadrainagepipe.Ifthedewateringtimeislongenough,watercouldbeconsistentlyreducedbythisnewgeotextile.Thedrainageendofthenewgeotextileshouldbeextendedintotheairforevaporationtomaximizedrainageefficiency.Ifthedewateringgeomaterialhasalowdrainageperformanceintheunsaturatedenvironment,itwouldnotonlyfailtodrainbutalsoblockwatermigration,leadingtosiltationandariseinthewatertable,whichwouldhaveanegativeimpact.Transpirationandsoilevaporationincreasedthedewateringefficiencyofthenewgeotextile.However,theeffectwaslessthanthatofevaporation.Theresearchresultscouldprovideareferenceforthedesignandconstructionofthisnewgeotextile.
作者：郭一鹏 张雄 聂如松 林闯 陈洁金[5] 胡敏[5]Author：GUOYipeng ZHANGXiong NIERusong LINChuang CHENJiejin[5] HUMin[5]
作者单位：长沙理工大学土木工程学院,湖南长沙410114;高速铁路建造技术国家工程研究中心,湖南长沙410075密苏里科技大学,密苏里罗拉65409中南大学土木工程学院,湖南长沙410075哈尔滨工业大学交通科学与工程学院,黑龙江哈尔滨150090长沙理工大学土木工程学院,湖南长沙410114
刊名：铁道科学与工程学报 ISTICPKU
Journal：JournalofRailwayScienceandEngineering
年，卷(期)：2024, 21(6)
分类号：TU47
关键词：新型土工织物 排水效率 蒸发蒸腾作用 湿润锋 含水率 试验
Keywords：newgeotextile dewateringefficiency evaporationandtranspirationaction wettingfront moisturecontent test
机标分类号：S793S152.73P641.3
在线出版日期：2024年7月16日
基金项目：国家自然科学基金，国家自然科学基金，湖南省自然科学基金资助项目，湖南省自然科学基金资助项目，高速铁路建造技术国家工程实验室开放基金资助项目，长沙理工大学重点学科创新项目，湖南省交通科技项目，湖南省教育厅科学研究项目蒸发蒸腾作用对新型土工织物排水效率影响的试验研究[
期刊论文] 铁道科学与工程学报--2024, 21(6)郭一鹏 张雄 聂如松 林闯 陈洁金 胡敏相比于传统土工织物,新型土工织物是一种因编织了亲水尼龙织物而在非饱和环境下具有较高排水效率的新型材料,其排水效率受铺设方式、降雨、温度、相对湿度等因素影响.目前关于铺设方式、降雨对其排水效率的影响已有一定研究...参考文献和引证文献
参考文献
引证文献
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关键词：新型土工织物,排水效率,蒸发蒸腾作用,湿润锋,含水率,试验,
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