多孔硬化地面下土体的环境工程地质研究

采用系统论的原理和方法，将多孔地面硬化层与下覆地基土层作为一个结构系统来考虑，紧紧围绕"多孔硬化地面层下土体的环境工程地质研究"这一中心课题，开展三个方面的研究：（1）多孔硬化地面层与下覆土体间的相互作用机理研究；（2）下覆土体的工程地质性质对多孔硬化地面层效用的影响研究；（3）多孔硬化地面层下土体的环境工程性质变化规律研究。可望掌握多孔硬化地面层与下覆土体间在热量和水分场方面的运移和交换规律；掌握下覆不同工程性质土体的热力学和水理性质对不同材质和不同孔隙结构的多孔硬化地面在热效应和物理状态方面的影响和贡献程度，掌握多孔硬化地面层对地基土工程性质的长期影响，为指导多孔硬化地面技术在减轻城市热岛效应和改善城市生态地质环境方面的应用和推广提供理论依据。

本项目经过三年的研究已达到了预期的目标，取得了如下成果： .（1）建成了多孔硬化地面试验自动化长期观测站， 目前已获得了3年的观测数据。.（2）在为期3年的地温场和湿度场观测数据基础上，对沥青、水泥、多孔砖、草地和裸土５种覆盖层条件下的土体进行了温度和湿度变化的对比研究，研究成果发现：在地表和土体中，混凝土、沥青和多孔砖等硬质材料所对应的温度总体上高于裸土和草地，其中混凝土、沥青和多孔砖的土体温度明显高于草地和裸土，而沥青地面的温度最高， 多孔砖的监测数据标准差最小，说明多孔砖具有降低和缓解极端地温场的作用，使地温场降低且均匀；多孔砖覆盖层下的土体湿度最大，且标准差较小，仅次于草地，说明在沥青、混凝土和多孔砖三种硬化覆盖层中，多孔砖的保湿功能最好，混凝土次之，沥青湿度最小。 .（3）多孔硬质地面在含水量过高和过低情况下，可以降低下覆土壤CO2释放速率，但适宜的温度和多孔性，可能使土壤CO2释放速率比封闭的混凝土等硬化路面要高。.（4）从pH值、Eh值、温度、湿度、CO2释放这五个生态因子的角度，分析了多孔硬化地面下覆土壤生态效应的影响，得出多孔硬化地面下覆土壤具有良好的生态效应。.（5）粘性土的温度效应研究表明：粘性土在较高饱和度下的强度随温度的升高而下降，呈现出强度软化的特征；而在较低饱和度下，粘性土的强度随温度的升高而提高，呈现出强度硬化的特征。.建议在城市建设中大力推广多孔硬化地面，以减轻城市热岛效应，改善城市土壤生态环境。但在膨胀土地区应慎用多孔介质地面，以防止地表水从多孔地面入渗，而影响地基的稳定性。