Фильтрация воды в грунтах, понятие о начальном градиенте напора. Капиллярные явления. – 111, 131



Фильтрация воды в грунтах представляет собой сложный процесс. Поры в разнозернистом грунте образуют извилистые каналы переменного сечения, соединяющиеся между собой в различных направлениях. Следовательно, и траектории движения воды в этих каналах будут крайне сложными. В пылевато-глинистых грунтах пленки связанной воды, окружающие глинистые частицы и связанные с ними силами электростатического притяжения, могут образовывать пробки, перекрывающие поровые каналы в не которых сечениях и затрудняющие движение свободной воды. Действительная скорость движения воды в разных сечениях грунта может быть различной и, строго говоря, будет неопределенной, поэтому математическое описание фильтрации воды в грунте связано со схематизацией этого процесса и основывается на результатах экспериментов.
Начальный градиент напора. Многочисленные опыты по фильтрации воды в песчаных грунтах подтверждают полную справедливость закона Дарси. Так, в глинистых грунтах, особенно плотных, при относительно небольших значениях градиента напора фильтрации может не возникать. Увеличение градиента приводит к постепенному, очень медленному развитию фильтрации. Наконец, при некоторых значениях гидравлического градиента устанавливается постоянный режим фильтрации. Понятие начального градиента напора впервые установлено опытами Б. Ф. Рельтова и С. А. Роза и связывается обычно с проявлением особых свойств воды в глинистых грунтах, отмеченных в начале настоящего параграфа.
Капиллярность — физическое явление, заключающееся в способности жидкостей изменять уровень в трубках, узких каналах произвольной формы, пористых телах.Капиллярные явления: под каппилярным движением воды или водоподъемной способностью грунтов следует понимать их способность перемещать воду по капиллярным порам снизу вверх или в стороны. Передвижение воды в грунтах под суммарным действием капиллярных сил и сил впитания пленочной влаги, играет большую роль в накоплении влаги в грунте.

 

Реологические процессы, ползучесть и длительная прочность грунтов. Стабилизированное и нестабилизированное состояние грунтов при сдвиге. – 132

Глинистые грунты обладают явно выраженными реологическими свойствами - ползучестью, релаксацией напряжений, изменением прочности во времени, причем при оттаивании они могут резко менять свои механические свойства.
ПОЛЗУЧЕСТЬ — медленное нарастание во времени пластической деформации материала при силовых воздействиях, меньших, чем те, которые могут вызвать остаточную деформацию при испытаниях обычной длительности. Ползучесть сопровождается релаксацией напряжений. Ползучесть свойственна практически всем конструкциям материалам. Для сталей и чугунов ползучесть существенна лишь при повышении температуры (св. 300 °С) и протекает тем интенсивнее, чем выше температура. Для металлов с низкой температурой плавления, для бетона, дерева, высокополимерных материалов ползучесть весьма заметна и при комнатных температурах. Ползучесть бетона существенно зависит от его возраста с момента изготовления; чем «моложе» бетон, тем выше его ползучесть. Определение характеристик реологических свойств необходимо для решения основных вопросов проектирования и строительства подземных гидротехнических объектов, в частности:
- для расчетов напряженно-деформированного состояния системы подземное сооружение - горный массив, включая вопросы оценки прочности и устойчивости массива вокруг незакреплённых горных выработок с целью разработки рекомендаций по конструкции и технологии временного и постоянного креплений;
- для определения типа конструкций и размеров обделок напорных туннелей и шахт;
- для моделирования, в том числе и численного, совместной работы сооружений и массива в сложных инженерно-геологических условиях;
- при разработке технологии строительства подземных сооружений, включая вопросы их поэтапного возведения;
- для анализа данных натурных наблюдений в процессе строительства и эксплуатации подземного сооружения с целью уточнения прогнозов их работоспособности.


Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 797;