АННОТАЦИЯ - Зміна фільтраційних характеристик незв'язних грунтів під дією дренажу

Сидор В. Б. Изменение фильтрационных характеристик несвязных грунтов под действием дренажа. - Рукопись.

На основе анализа современного состояния изученности фильтрационных деформаций (изменение фильтрационных характеристик) в дренируемых суффозионных грунтах сформулированы цели и задачи исследований. Поставлена математическая задача радиальной внешней суффозии под действием малого стока и получено ее строгое решение в интегральной форме при постоянной его интенсивности. Расчет многочисленных примеров позволил установить особенности формирования и структуры области деформаций, выявить закономерности изменения проницаемости и пористости грунта. Построен ряд приближенных решений данной задачи, которые имеют существенно более простую форму при минимальных погрешностях в вычислениях.

Суффозионный процесс сопоставлен с фильтрационным для совершенных горизонтального дренажа и вертикального, который эксплуатируется в двух режимах откачки: с постоянным расходом и при постоянном напоре. Установлено существенное различие в характерных временах указанных процессах. Изучены особенности фильтрационных деформаций при резком снижении дренажного расхода, что выражается в усиленном осаждении взвешенных частиц и образовании таким образом значительной зоны осаждения.

Исходя из общего уравнения фильтрационных деформаций выведено уравнение относительно объема частиц, сохранившихся в области деформаций. На основе его решения, а также вышеупомянутых строго и приближенных решений задачи радиальной внешней суффозии выполнен анализ динамики выноса не структурных частиц в малый сток.

Аналитическими методами рассмотрено движение суффозионных частиц при их оттеснении от малого сферического стока (внутренняя суффозия). При этом учтено воздействие на жидкость мобилизованных частиц. Установлено, что область деформаций состоит из двух характерных зон - чистой и аккумулирующей. Проанализировано изменение проницаемости и пористости грунта в области деформаций и потерь напора с учетом дополнительного сопротивления, которое оказывает запаздывающий массовый поток фильтрационному течению.

На базе теоретических исследований массопереноса к отдельным водоприемным элементам разработана методика расчета объемов выноса твердого вещества в системы таких элементов на примере гончарного дренажа. Искомый объем определяется в зависимости от дренажного расхода, расстояния между указанными элементами. Сформулированы условия, которые определяют характер конкурентных отношений между ними. Выполнен анализ потерь напора в ос симметричной и радиальной областях движения деформированного грунта. Показана недопустимость использования в расчетах массопереноса и выноса не структурного вещества в гончарные дрены осредненного по их длине фильтрационного расхода. Теоретическим путем получено обобщенное выражение для сопоставляющей общего фильтрационного сопротивления, которое способствует простому учету влияния происшедших суффозионных деформаций на действие осушительного дренажа и его параметры. С использованием некоторых широкоизвестных формул для коэффициента фильтрации найдены конкретные выражения для указанной составляющей, что позволяет обоснованно при проектировании осушительных систем увеличивать расстояние между дренами.

Проведено сопоставление результатов теоретических расчетов с экспериментальными, которое подтвердило корректность исходных математических моделей фильтрационных деформаций, а, следовательно, расчетных формул методик вследствие строгости полученных решений математических задач.

Ключевые слова: деформация, суффозия, фильтрация, дренаж, грунт, осушение, увлажнение, кольматаж, частица.

Похожие статьи




АННОТАЦИЯ - Зміна фільтраційних характеристик незв'язних грунтів під дією дренажу

Предыдущая | Следующая