21世纪以来,中国海绵城市建设中广泛应用了透水混凝土路面,如何在建设后期检测和评价透水混凝土路面的渗流能力和孔隙堵塞的机理是目前亟待解决的问题。本研究采用CT扫描技术对透水混凝土路面的内部孔隙的特征进行了表征,采用3D重构方法重构了虚拟的透水混凝土模型,并且从中提取出连通孔隙模型划分成四面体网格模型,使用计算流体力学工具来模拟透水混凝土内部的渗流场。本研究还采用计算流体力学耦合离散元数值模拟(CFD-DEM)的手段来揭示透水混凝土内部的堵塞机理和过程,综合考虑了透水混凝土的孔隙率、堵塞泥沙颗粒级配、水平径流流速和渗流流速等因素的影响。CT扫描结合计算流体力学渗流模拟可以分析透水混凝土的目标孔隙率、实际孔隙率和3D孔隙率等参数和渗流能力。研究认为透水混凝土的3D孔隙率与平面平均孔隙率能够代表其实际孔隙率,透水混凝土的3D连通孔隙率接近其有效孔隙率。模拟结果表明随着透水混凝土孔隙率增加,透水混凝土的渗流能力也在不断提高;在透水路面内的渗流速度和压力梯度的关系应当用非达西渗流公式拟合,拟合得到的水力传导系数(渗透系数)能够评估透水混凝土的渗流能力。透水混凝土堵塞数值模拟结果表明:本质上决定透水混凝土堵塞难易程度的因素是D1/Ds(骨料等效粒径/堵塞颗粒等效粒径);透水混凝土内部存在泥沙颗粒二次启动现象;全级配砂能够运移至透水混凝土内部30mm深,粗砂能够运移至透水混凝土表面10mm深,细砂能够运移至透水混凝土内部60mm甚至l00mm深;随着孔隙率、水平径流流速、渗流流速的增加,泥沙颗粒可以运移至透水混凝土内部更深处;降雨与排水的循环模拟对堵塞效果影响不大,相应的堵塞实验能够证明该CFD-DEM手段的有效性。基于以上研究本文又初步研究了渗透系数公式在透水混凝土中的可适性。