155М 1561 -9087 Прикладна г1дромеханка. 2010. Том 12, МNo 4. С. 71- 80
УДК 532.546
ОБ ОБОБЩЕННОМ УЧЕТЕ ВЛИЯНИЯ
ФИЛЬТРАЦИОННЫХ ДЕФОРМАЦИЙ
НА ДЕЙСТВИЕ ДРЕНАЖА
В. Л. ПОолЛяЯКОВ
Институт гидромеханики НАН Украины, Киев
Получено 23.11.2009
Разработана методика, расчета компонент общего фильтрационного сопротивления дренажа, обусловленных филь-
трационными деформациями двух типов в несвязных грунтах. При этом учтено действие дренажного фильтра,
особенности формирования режимов осушения и увлажнения, структуры области деформаций. Оценено влияние
на указанные компоненты важнейших фильтрационных и деформационных параметров.
Розроблено методику розрахунку компонент загального ф1льтрадийного опору дренажу, як!1 зумовлен! фФИльтрашй-
ними деформащями двох тишв у незв’язних грунтах. При цьому враховано д1ю дренажного фильтра, особливост1
фФормування режим!в осушення 1 зволоження, структури област! деформашщй. Виконано ощнку впливу на вказан!
компоненти основних фФ1льтрашйних 1 деформашщйних параметр1в.
А тесЫытцие Баз Бееп йДеме1юрей оЁ са1сШайтв сепега] темвбапсе сотропенё5 йДпе 10 БИтайоп аейогтайопв оЁ о Бурев.
Ргало БИег, сБагасбег1в61с ргорегиезв оЁ агалпасе апа мее сооантюпв, аейогтайМноп Пе!4 вёгистиге Бамуе Бееп ФаКеп ш40
ассопо!. Апа1уз18 о? тало БуйгалИс апа аейогтайМоп рагалпебегв еЙес$ Бав Бееп сагг1ей оцпб оп +бе аБоуе сотропепёв5.
ВВЕДЕНИЕ
Интенсификация фильтрационных процессов 
в
грунтах с непрочной структурой нередко обуслав-
ливает изменение их водно-физических свойств,
то есть фильтрационные деформации. Важней-
шим признаком таких деформаций является изме-
нение проницаемости грунта. При этом коэффи-
циент фильтрации может и возрастать, и умень-
шаться, а фильтрационная картина подчас суще-
ственно трансформируется. Чаще всего подобные
деформации возникают в несвязных грунтах при
устройстве в них различных дренажей, которые и
в настоящее время остаются основным средством
управления потоками грунтовых и подземных вод.
Вообще строительство дренажа, вносит весьма, зна-
чительные, но локальные возмущения в естествен-
ный водный режим. Таким образом, в придрен-
ной зоне обычно резко возрастают скорость филь-
трации, гидродинамическая сила, потери напора.
Тем самым создаются водно-физические предпо-
сылки для фильтрационных деформаций. Вме-
сте с тем, для деформирования грунта фильтра-
ционным потоком необходимо существование и
физико-механических предпосылок. Такими явля-
ются слабое сцепление между твердыми части-
цами (несвязность), наличие мелких фракций, не
участвующих в формировании структуры среды,
нерегулярная форма структурных частиц. В за-
висимости от характера деформаций пелесообра-
зно выделить два их типа. К первому относя-
(© В. Л. Поляков, 2010
тся механические суффозия и кольматаж [1 — 4|.
В этом случае фильтрационный процесс сопрово-
ждается мобилизацией или иммобилизацией суф-
фозионных частиц. Последующее их поведение те-
сно связано с функциональным назначением дре-
нажа и может приводить к прямо противополо-
жным результатам. Если дрены работают в ка-
честве водоприемника, то большая часть частиц
из области деформаций (участок грунта, подверг-
шийся суффозии) выносится в них (внешняя суф-
фозия) и создается опасность заиления самих дрен
и водоотводящих сетей. При внешней суффозии
деформации имеют и положительную, и отрица-
тельную сторону. Если же дрены являются исто-
чниками воды (подпочвенное увлажнение), то мо-
билизованные частицы оттесняются вглубь грун-
та с образованием слабопроницаемой прослойки
(внутренняя суффозия) [5, 6]. Поэтому такая ра-
зновидность деформаций может серьезно затру-
днить действие дренажа и, естественно, очень не-
желательна. Первый тип деформаций всесторонне
изучался на протяжении ряда десятилетий. Зна-
чительно меньше внимания было уделено второму
типу фильтрационных деформаций, заключающе-
муся в переориентации частиц скелета, неправиль-
ной формы вдоль фильтрационного течения. Хо-
тя он известен уже давно |7|, его систематические
исследования начались только в последнее время
|8, 9|. В ходе специально организованных опытов
с модельными грунтами в лабораторных условиях
выяснилось, что вследствие минимизации сопро-
71