Механическая суффозия в дренируемом грунте

Abstract

На основе математической модели механической суффозии в двухфракционном несвязном грунте рассматривается развитие в нем фильтрационных деформаций. Суффозионный процесс инициируется дренажем, действующим в различных режимах. Выведено уравнение для скорости воды при изменении содержания твердой фазы. Получено строгое решение нестационарной задачи при постоянном расходе дрены Q и установлено наличие в области деформаций двух характерных зон. В случае переменного Q многочисленные расчеты выполнены, исходя из численного решения характеристической системы. Проведен детальный анализ изменения важнейших физико-механических характеристик. Опираясь на модифицированную формулу Козени-Кармана, оценено относительное увеличение проницаемости, которое обусловлено перераспределением и выносом суффозионных частиц.

На основi математичної моделi механiчної суфозiї у двофракцiйному незв'язному грунтi розглядається розвиток у ньому фiльтрацiйних деформацiй. Суфозiйний процес iнiцiюється дренажем, який дiє у рiзних режимах. Отримано рiвняння для швидкостi води при змiнi вмiсту твердої фази грунту. Знайдено точний розв'язок неусталеної задачi при постiйнiй витратi дрени Q i встановлена наявнiсть в областi деформацiї двох характерних зон. У випадку змiнного Q численнi розрахунки виконанi, виходячи з чисельного розв'язку характеристичної системи. Детально проаналiзованi змiни найважливiших фiзико-механiчних характеристик. Спираючись на модифiковану формулу Козенi-Кармана, оцiнено вiдносне збiльшення проникностi, яке обумовлене перерозподiлом i виносом суфозiйних частинок.

Filtration deformations in two-fraction cohesionless soil due to solid particles transport are considered.The mass transfer is initiated by drainage acting under different conditions. An equation for the velocity of ground-water is deduced when the content of solid phase is changing. An exact solution to the transient problem is obtained at the constant drainage discharge and existence of two distinctive zones is established in the deformation domain.In the case of variable drainage discharge a great number of computations are performed coming from a numerical solution to the characteristic system. A detailed analysis is conducted of the changes in physical and mechanical values. On the basis of the Cozeny-Carman formula modified a relative increase in hydraulic conductivity owing to solid particles re-distribution is evaluated.