155М 1561 -9087 Прикладна г!1дромеханка. 2010. Том 12, No 4. С. 71-80 тивления движению жидкости со стороны твердой фазы возможно значимое увеличение проницаемо- сти грунта и, как следствие, сопоставимое с ним усиление действия дренажа. Разнообразие условий, в которых вынужде- ны работать дренажи, специфические особенно- сти различных типов фильтрационных деформа- ций потребовали проведения их углубленных те- оретических исследований. Важно подчеркнуть, что в основе разработанной теории фильтраци- онных деформаций лежат многочисленные эм- пирические данные о характерных скоростях и градиентах, связи между ключевыми деформаци- онными и фильтрационными характеристиками, что обеспечило достоверность базовых математи- ческих моделей и результатов их реализации ана- литическими и численными методами. Приходи- тся, однако, констатировать, что в силу сложности указанных моделей, их решений непосредствен- ное использование полученных теоретических зЗа- висимостей в приложениях затруднительно. Су- щественно же его облегчить удается, ВОосПОЛлЬЗОо- вавшись концепцией фильтрационных сопротив- лений и основанным на ней методом с одноимен- ным названием, который оказался очень проду- ктивным при разработке инженерных методов ра- счета параметров фильтрационного режима и дре- нажа |10, 11]|. Указанные сопротивления отража- ют вклад тех или иных неблагоприятных факто- ров в снижение эффективности дренажа, и вводя- тся, опираясь на обобщенные представления для дренажного расхода. В частности, для трубчато- го дренажа и осесимметричной фильтрации таким может быть выражение АЛ — 1 Фо—і—Фд’ () 9 — д ]Со где д — удельный расход дрены (на единицу ее длины); Кко — коэффициент фильтрации исходно- го грунта; АЛ — потери напора в области движе- ния; Фо — сопротивление дрены при особо благо- приятных условиях ее действия (совершенная в недеформированном грунте); Ф„ — дополнитель- ное и также безразмерное сопротивление, обуслов- ленное осложнением притока к дрене (ее несовер- шенством). Основным достоинством такого подхо- да является возможность независимого учета раз- личных по своей природе факторов. При этом их взаимным влиянием пренебрегают, что, как пра- вило, оправдано. 'Градиционно общее сопротивле- ние Ф включает две компоненты Ф,, Ф,, кото- рые характеризуют гидродинамическое и констру- ктивное несовершенство и возникают из-за, допол- нительного сжатия потока сначала при прибли- 72 жении к дрене, а затем и при входе в водопри- емные элементы (отверстия, щели). Многочислен- ные формулы для Ф,, Ф. представлены в лите- ратуре, например [12 — 14]. Фильтрационные де- формации за исключением внутренней суффозии нельзя отнести к факторам, ухудшающим усло- вия работы дренажа, и поэтому они не вписыва- ются в рамки традиционного понимания сопро- тивления Ф. Однако эти рамки можно формаль- но раздвинуть, вводя специальные сопротивления опять-таки на основе (1) так, чтобы они адекватно отражали изменение дренажного расхода, в связи с деформациями. Очевидно, что новые сопротив- ления чаще всего должны иметь отрицательный знак. Итак, для фильтрационного сопротивления Ф предлагается следующее обобщение: Ф = Ф, + Ф, + Ф + Ф,,, (2) где Ф ;, Ф, — компоненты, обусловленные фильтра- ционными деформациями первого и второго типов соответственно. Отличительной особенностью де- формаций, по крайней мере первого типа, явля- ется сравнительно высокая скорость их протека- ния [15] (вопрос о характерном времени деформа- ций второго типа пока остается открытым). По- этому при современном, весьма, ограниченном зна- нии о фильтрационных деформациях целесообра- зно рассчитывать деформационные компоненты сопротивления Ф, базируясь на имеющихся стро- гих решениях подходящих задач дренажа, для эк- стремальных условий (исходя, например, из ма- ксимальных значений модуля дренажного стока [16, 17]). На стадии проектирования дренажных систем в несвязных грунтах подобную информа- цию часто удается получить с участков-аналогов, находящихся в сходных почвенно-климатических условиях. Немаловажную роль в действии дренажа, и де- формировании при этом грунта играет дрена- жный фильтр [18, 19|. Имея высокую проница- емость, даже при сравнительно малой толщине он способен заметно уменьшить градиенты напо- ра вблизи дрены и тем самым ослабить деформа- ции или вообще их предотвратить, что, кстати, в несуффозионных грунтах нежелательно. Поэтому ввиду широкого применения фильтров при регу- лировании водного режима, несвязных грунтов они учитывались во всех приведенных расчетных фор- мулах. Принципиальные различия в работе осу- шительного и увлажнительного дренажа накла- дывают свой отпечаток на общую величину Ф и ее составляющие, в частности, связанные с деформа- циями. Поэтому Ф ;, Ф, определялись для условий осушения и увлажнения грунтов раздельно. В. Л. Поляков