Фильтрация в грунтах

Фильтрация в грунтах

Грунты, скальные и нескальные, состоят из дискретных элементов, между которыми могут фильтроваться жидкости и газы.

Фильтрация определяет ход большинства природных и антропогенных процессов, изучаемых в инженерной геологии. Состав и состояние подземных вод в грунтах определяют свойства грунтовых массивов, поэтому изучение подземных вод и их динамики является необходимой частью инженерно-геологического изучения геологической среды.

Подземные воды, другие жидкости, а также газы в земной коре заключены и движутся в порах, трещинах и крупных пустотах суффозионного, карстового или иного происхождения.

Расстояние между порами измеряется единицами или долями миллиметров, между трещинами - десятками сантиметров и метрами, в неоднородных трещиноватых массивах расстояния между каналами фильтрации составляют десятки и сотни метров. Это заставляет в практике инженерно-геологических расчетов и исследований по-разному моделировать пористые, трещиноватые массивы.

Нескальные песчаные и песчано-глинистые грунты, как правило, лишены трещин. Фильтрация идет по мелким порам, расстояние между которыми на много порядков меньше размера инженерных сооружений. Это в большинстве задач позволяет моделировать нескальные грунты сплошной водопроницаемой средой. Модель сплошной среды принята в классической теории фильтрации и успешно применяется более 100 лет.

По условию математического анализа среда модели однородна и не меняет параметров до бесконечно малых объемов. Это математическое условие может входить в противоречие с геологической реальностью при анализе фильтрации в малых объемах грунта, близких по размеру к отдельным каналам фильтрации. Таким образом, область применения модели сплошной среды ограничена расчетом процессов, протекающих в больших объемах грунта и около крупных сооружений.

Геометрия водопроводящего пространства, фильтрационная неоднородность и фильтрационные модели грунта.

Статистический анализ показывает, что большим и однородным, безусловно, можно считать тело, линейные размеры которого в 103 раз больше расстояния между каналами фильтрации. Для крупных песков, например, это объем более 1 м3. Для тела, линейные размеры которого в 10-1000 раз больше расстояния между каналами фильтрации, модель сплошной среды может применяться условно. Такое тело необходимо рассматривать как неоднородное. В связи с этим можно рассматривать как сплошную среду пески в фильтрационном приборе, где испытывается порядка 1 дм3 грунта. Для тела, линейные размеры которого превышают расстояние между трещинами или породами не более чем в 10 раз, влияние отдельных каналов фильтрации, становится столь значительно, что статистическое усреднение результатов испытаний приводит к получению сильно смещенных оценок. В связи с этим к телам такого размера невозможно применить модель сплошной среды. Например, бессмысленно испытывать гравийно-галечный грунт в фильтрационном приборе с камерой объемом около 1 дм3.

Как видно, модель сплошной среды для нескальных грунтов применима для расчета фильтрации практически у любых сооружений. Иначе обстоит дело с трещиноватыми скальными и полускальными грунтами. При частой сети трещин каналы фильтрации расположены через 0,1 м, а в средних условиях - приблизительно через 1 м, поэтому модель сплошной среды, безусловно, может применяться к однородным трещиноватым массивам с поперечником более 1 км. Условно, с учетом неоднородности, сплошной средой можно считать трещиноватый массив с поперечным размером 10-100 м. Трещиноватый массив с поперечником менее 10 м в средних условиях нельзя принимать за сплошную среду. В распространенных случаях, когда фильтрация идет преимущественно по отдельным крупным тектоническим трещинам или зонам, нижняя граница модели сплошной среды отодвигается до массива с поперечником в 100 и даже 1000 м. Поэтому для трещиноватых сред актуально построение моделей фильтрации в среде из дискретных элементов.

Ниже раздельно рассмотрена фильтрация в пористых песчано-глинистых грунтах и трещиноватых массивах.

Фильтрация в дисперсных грунтах.

Соответственно особенностям проницаемого пространства в первом случае основное внимание уделено моделям сплошной среды, а во втором - исключительно моделям из дискретных элементов. Это связано с тем, что законы фильтрации в крупных трещиноватых массивах тождественны законам, применяемым для пористых сред.

Нередко в одном скальном массиве или слоистой толще имеются поровые и трещинные каналы фильтрации. Тогда применяют модель с «двойной емкостью». Примерами пород с такой емкостью могут служить пористые песчаники, конгломераты, известняки, базальты, пемзы, вулканические туфы.

Проницаемость рыхлых (песчано-глинистых) пород. Закон фильтрации. Проницаемость как характеристика фильтрующей среды количественно выражается при формулировке закона фильтрации, который связывает скорость фильтрации (отношение расхода потока к площади его поперечного сечения) с градиентом напора.

При обычно имеющих место малых скоростях фильтрации режим течения является ламинарным и зависимость выражается линейным законом Дарси. Величина коэффициента фильтрации зависит от геометрии порового пространства и гидродинамических свойств фильтрующейся жидкости (плотности и вязкости).

При изучении фильтрации жидкостей с переменными гидродинамическими свойствами вместо коэффициента фильтрации удобнее пользоваться коэффициентом проницаемости, который не зависит от гидродинамических свойств жидкости и связывается с коэффициентом фильтрации.

Закон Дарси имеет очень широкую область применения и по праву считается основным законом фильтрации. Вместе с тем существуют условия, при которых закон Дарси нарушается, причем имеют место верхняя и нижняя границы его использования

Верхняя граница применения закона Дарен проявляется в породах высокой проницаемости при больших скоростях фильтрации.

Достоинство двучленной зависимости.

Природа ее связана с существенным проявлением инерционных и пульсационных сил, которые пропорциональны квадрату скорости фильтрации. Исходя из принципа независимости действия вязкого трения и инерционно-пульсационных сил, можно предполагать, что наиболее достоверной формой основного закона фильтрации в этом случае является двучленная зависимость, предложенная в качестве общего закона фильтрации и в дальнейшем обоснованная рядом теоретических и экспериментальных исследований.

Достоинством двучленной зависимости является ее универсальность, поскольку она охватывает предельные условия: наступление ламинарного режима при малых скоростях фильтрации и турбулентного режима при весьма больших скоростях фильтрации, когда можно пренебречь линейным членом по сравнению с квадратным. В этом смысле такая зависимость гораздо лучше используемой иногда степенной зависимости, которая может применяться лишь в ограниченных пределах. Поскольку к тому же не имеется фактических доказательств сравнительных достоинств степенной зависимости по отношению к двучленной, то ее использование для пористой среды нельзя считать оправданным.

Нарушения линейного закона фильтрации могут иметь место лишь в высокопроницаемых породах в зоне резкой интенсификации фильтрационного потока, т. е. в условиях, встречающихся в гидрогеологической практике довольно редко; наступление же турбулентного режима для натурных условий вообще нереально. Поэтому необходимость использования двучленного закона фильтрации возникает сравнительно редко и в каждом случае требует специального обоснования.

Гораздо больший принципиальный и практический интерес представляет анализ аномалий основного закона фильтрации, возникающих при малых скоростях фильтрации, характерных для слабопроницаемых пород. Природу этих аномалий связывают с влиянием сил молекулярного взаимодействия частиц воды и породы.

Геометрическая и физико-химическая характеристики проницаемости.

Заметим, что природа фильтрационных аномалий при ультрамалых скоростях фильтрации еще встречает весьма различные толкования, причем имеются и негативные данные о реальном проявлении начального градиента фильтрации.

Для выявления связи проницаемости с геометрией пористой среды рассмотрим простейшую ее модель в виде пучка капиллярных трубок с одинаковым радиусом.

Используя для скорости течения в таких трубках формулу Пуазейля и учитывая извилистость течения в пористой среде коэффициентом, можно получить формулу для коэффициента фильтрации.

Сложный и сравнительно слабо изученный характер имеет зависимость проницаемости пород от физико-химической обстановки, существенно влияющей на структуру пористой среды и проницаемость песчано-глинистых пород. Экспериментальные исследования, проведенные В. М. Гольдбергом и Н. П. Скворцовым, показали, что их проницаемость зависит не только от содержания, но и от состава глинистых частиц, причем влияние монтмориллонитовой глины оказывается заметно большим, чем гидрослюдистой, что объясняется большей обменной емкостью первой, активно развивающей свои гидратно-ионные диффузные слон. Во всех случаях наименьшей получается проницаемость для пресной воды, с увеличением же концентрации раствора проницаемость меняется сначала довольно резко, а затем практически стабилизируется. Экспериментами также установлено, что проницаемость для кислых растворов больше, чем для основных.

Коэффициент проницаемости глинистых пород существенно возрастает (в несколько раз и на порядок) с увеличением температуры. Рост проницаемости отличается как для пресных, так и для минерализованных (хлоридных и сульфатных) вод. При переменном по величине и направленности температурном режиме фильтрации (смена нагревания породы охлаждением) отмечаются значительные остаточные изменения проницаемости глин, т. е. своего рода температурной гистерезис.

Под совместным влиянием роста температуры и концентрации хлоридных растворов и в зависимости от минералогического типа глин коэффициент проницаемости может увеличиться на один-два порядка.

Влагоперенос в ненасыщенной зоне грунта.

Ряд экспериментальных исследований проведен по изучению связи между водо- и воздухопроницаемостью различных пород, причем для чистых песчаных пород получено хорошее согласование водо- и воздухопроницаемости, а для глинистых пород эти показатели могут существенно различаться без выявления какой-либо корреляции между ними.

Влагоперенос в ненасыщенной зоне. При влагопереносе в зоне неполного насыщения, которая характеризуется отрицательными давлениями в воде, вместо высоты давления используется высота всасывания, которая связывается с влажностью так называемой влажностной характеристикой, обычно хорошо аппроксимируемой кривой/

Экспериментальными исследованиями доказано, что при влагопереносе скорость фильтрации определяется законом Дарси, в котором коэффициент фильтрации (влагопереноса) сильно зависит от относительной влажности w.

Емкостные свойства горных пород. Емкостные свойства горных пород отражают их способность к изменению водонасыщенности в процессе нестационарной фильтрации путем изменения степени заполнения пор или трещин водой или в результате изменения парового объема водонасыщенных горных пород, соответственно в первом случае говорят о гравитационной емкости, а во втором - об упругой емкости горных пород.

Гравитационная емкость. В безнапорных пластах при нестационарном режиме происходят изменения свободной поверхности потока, приводящие при снижении уровней к осушению пласта, а при повышении уровней к его насыщению. Для характеристики этого процесса используется величина гравитационной емкости пласта р., представляющая собой изменение количества воды в порах при гравитационном насыщении или осушении, отнесенное к объему грунта.

С балансовой точки зрения гравитационная емкость характеризует поступление или отдачу воды на свободной поверхности водоносного пласта, так что рассматриваемая в качестве гравитационной емкости пласта величина представляет собой изменение емкости гравитационной зоны в единичном элементе (единичной площади горизонтального сечения) безнапорного пласта AV0, отнесенное к изменению уровня свободной поверхности потока АНСП.

Формирование гравитационной емкости.

Формирование гравитационной емкости представляет собой довольно сложный динамичный процесс, поскольку при нестационарной фильтрации происходит переформирование капиллярной зоны, связанное с необходимостью передачи воды из верхней ее части на свободную поверхность гравитационной зоны. Так, при понижении уровня капиллярная зона в начальный период постепенно растягивается, и только при достаточно длительном равномерном снижении уровня наступает динамическое равновесие капиллярной зоны, когда эпюра влажности по ее высоте не изменяется, а лишь опускается параллельно самой себе со скоростью опускания свободной поверхности. Этот процесс приводит к тому, что в начальный период развития нестационарного режима водоотдача имеет замедленный характер, так что коэффициент водоотдачи постепенно увеличивается, достигая предельного значения лишь при стабилизации эпюры влажности в капиллярной зоне.

Количественные закономерности динамики водоотдачи изучены пока довольно слабо. Для учета этого процесса при интерпретации данных опытных откачек в безнапорном потоке широко используется гипотетическое представление Н. Боултона об экспоненциальном характере изменчивости водоотдачи во времени. Это представление аналогично модели «капиллярной каймы», в которой предполагается, что капиллярная зона является полностью водонасыщенной, имея в пределах капиллярной высоты некоторый коэффициент фильтрации. Проверка этой модели на экспериментальном материале показывает, что она позволяет удовлетворительно описать процесс водоотдачи, однако величина при этом существенно зависит от скорости опускания свободной поверхности.

Для описания динамики гравитационной емкости рекомендуется использовать в качестве модели капиллярной зоны представление ее набором капилляров с распределением диаметров в соответствии с зависимостью.

Сложный характер динамики гравитационной емкости.

На динамику гравитационной емкости может оказывать сильное влияние гетерогенность пород, которое проявляется в задержке развития процесса влагообмена, а при насыщении - в формировании зон защемленного воздуха.

Очень сложный характер динамики гравитационной емкости отмечается при немонотонных процессах изменения уровня свободной поверхности, особенно при наличии инфильтрации. В этом случае расчетные величины и., определяемые согласно выражению, могут даже оказаться физически нереальными, например большими пористости или отрицательными. В таких условиях использование параметров емкости становится бессмысленным, и следует переходить к совместному рассмотрению потока в насыщенной и ненасыщенной зонах.

Упругая емкость характеризует изменение емкости водоносных пластов, обусловленное их деформациями, возникающими при изменении напряженного состояния пласта вследствие действия гидродинамических факторов.

Изменение напора воды вызывает изменение давления на минеральный скелет водоносной породы и его деформирование. Как правило, принимается, что деформации протекают практически одновременно с приложением нагрузки, а связь между деформациями и напряжениями линейна. Тогда деформации породы описываются законом компрессии.

Упругая емкость, так же как и гравитационная, обладает динамичностью, обусловленной неоднородностью пород и пласта. В качестве простейшей модели, описывающей влияние этого фактора, используется схема среды с двойной емкостью или трещинно-норовым строением. В этой схеме порода представляется состоящей из слабопроницаемых (пористых) блоков, которые равномерно прорезаются системой проницаемых каналов (трещин); при этом блоки сосредоточивают основную емкость породы, а каналы обусловливают ее проницаемость. В схеме с двойной емкостью строение породи считается квазиоднородным, поскольку емкость блоков, а также проницаемость и емкость каналов принимаются в пределах пласта одинаковыми.

Чередование песчаных и глинистых слоев.

Такая же схема формирования емкости может использоваться и для учета слоистого строения пласта, представленного, например, чередованием песчаных и глинистых слоев. В этом случае глинистые слои играют роль блоков, а песчаные слои - проводящих каналов.

В дальнейшем развитии теоретических исследований этого направления можно отметить изучение более сложных схем напряженного состояния водоносных пластов и учет реологических свойств горных пород.

Многочисленные натурные наблюдения показывают, что во многих случаях при интенсивном водоотборе (а также при добыче нефти и газа) просадки поверхности земли могут достигать нескольких метров.

Для тектонических трещин характерна прямолинейность и закономерное расположение в пространстве. Это можно отнести ко всем трещинам в горных породах, хотя для тектонических трещин отмеченные особенности наиболее характерны. Прямолинейность означает не только отсутствие существенных изгибов трещины, но и значительную ее протяженность. Длина трещины всегда на много порядков превышает ширину, или раскрытие. Причем величина раскрытия сохраняется в среднем постоянной на значительных отрезках или по всей длине трещины. Поэтому в некоторых инженерных задачах целесообразно рассмотрение гидравлики потока в одной или нескольких трещинах, а оценка потока подземных вод через массив возможна на основе анализа модели трещиноватости, отражающей закономерности строения сети трещин.

Отмеченные общие особенности трещин в горных породах являются выражением фундаментальных законов теории хрупкого разрушения: прямолинейность объясняется симметрией поля напряжений относительно осевой плоскости трещины; значительная протяженность трещин обусловлена развитием в каждом элементарном объеме массива преимущественно самой длинной трещины независимо от того развивается она как равновесная или как неравновесная. В этом физически выражается геологический закон унаследованности развития структуры.

Фильтрация в скальных грунтах.

Следствием развития наиболее крупной трещины является сохранность породы в блоках, прилежащих к трещине, иными словами, существование в массиве блоков значительного объема без трещин.

Поток воды в отдельной трещине. Рассмотрим последовательно движение воды в одиночной трещине, в сети из множества пересекающихся трещин и, наконец, фильтрационные свойства массива с множеством трещин.

Результаты экспериментального изучения движения воды в щелях и трещинах с гладкими стенками позволяют заключить, что во всем диапазоне параметров процесса движение жидкости в щелях строго следует уравнениям классической гидравлики.

Рассчитанный расход для гладкой щели на 10-15 % больше экспериментальной. Расходы воды, вычисленные для шероховатых щелей, оказались меньше реальных. Причем поправка е лучше, чем е. Однако учет шероховатости по Г. М. Ломизе и К. Луи не дал выигрыша в точности.

Формула для гладкой щели дает завышенный расход, но вносимая систематическая погрешность невелика в сравнении со случайной погрешностью, связанной с неточностью измерения ширины трещин в натуре. Необходимо иметь в виду, что ширина трещины при расчете возводится в третью степень. Поэтому в расчетах движения воды по сетям трещин следует пользоваться формулой для гладкой щели. Сравнение расходов воды, пропускаемой сетями трещин, с расходами, рассчитанными при условии отсутствия шероховатости, подтвердило этот вывод.

Трещины, заполненные фильтрующим материалом, можно рассматривать как пласты с мощностью, равной ширине трещины и равным коэффициенту фильтрации заполнителя.

Движение воды по сетям трещин. В реальных массивах всегда присутствует множество трещин, которые пересекаются и прерываются. Струи подземных вод, движущиеся по ним, то сливаются в крупном канале, то вновь растекаются по мелким. На процесс фильтрации существенно влияют вариации раскрытия трещин, ограниченность их по длине, частичное заполнение рыхлым фильтрующим материалом и другие особенности структуры сети трещин.

Основные классы сетей.

По взаимной ориентировке трещин выделяются три основных класса сетей: системные; полигональные; хаотические. В системной сети трещины взаимно квазипараллельны, т. е. образуют системы. В хаотической решетке ориентировка трещины не упорядочена. Полигональная решетка занимает промежуточное положение между системой и хаотической. В такой решетке имеется одна система взаимно параллельных трещин. Кроме того, существует группа перпендикулярных систем трещин. Эти трещины в срезе, параллельном системе, образуют полигоны с тремя-семью сторонами.

По характеру взаимного расположения концов трещин или по степени совершенства расчленения массива трещинами различаются непрерывная, прерывистая и разорванная решетки. Соответственно можно говорить о массивах разборных, трещиноватых и монолитных. Эти понятия относительны. В любом разборном массиве можно найти хотя бы небольшой монолит без связанной сети трещин. Кроме того, каждый монолитный массив не беспределен и где-то имеет сквозную цепь водопроводящих трещин.

Метод линейных элементов предложен для расчета расходов, скоростей и напоров водного потока трещиноватых массивов. Он применим к сетям трещин различной конфигурации за исключением разорванных. Расчет ведется на модели массива. Рассматривается плоское сечение конечного объема массива. Трещины в сечении представлены пересекающимися линиями. Сеть трещин состоит из элементарных отрезков, соединенных в узлах сети. Каждый линейный элемент сети имеет индивидуальную характеристику. Для него должны быть установлены длина и средняя ширина. Если имеется рыхлый заполнитель, то устанавливается коэффициент его фильтрации, а если шероховатость стенок трещин значительна, то параметры шероховатости. По границам массива задаются условия постоянного напора. Задача заключается в определении расхода, который пропустит данный массив при заданном напоре, а также в расчете скоростей и пьезометрических уровней в элементах сети.

Очевидно, что расход через отдельный элемент может быть определен только в совокупности с расходами через все остальные элементы.

Необходимость характеристики фильтрационных свойств массива тензором проницаемости.

Тензорная теория проницаемости трещиноватых массивов разработана Е. С. Роммом и Д. Сноу для непрерывных системных сетей трещин, состоящих из произвольного числа систем. В каждой системе ориентировка, густота и ширина трещин считаются строго постоянными. Это условие, которое плохо согласуется с реальной неоднородностью сетей трещин, носит в тензорной теории принципиальный характер и ограничивает ее применимость в практических расчетах.

Наличие в сети трещин ориентированных параллельных каналов фильтрации влечет необходимость характеристики фильтрационных свойств массива тензором проницаемости. Если воспользоваться этим тензором, то скорость фильтрации в массиве по закону Дарси. Водопроницаемость характеризуется симметричным тензором второго ранга К.

Трещинная водопроницаемость скального массива. Результаты расчета коэффициента фильтрации массива методом линейных элементов, выполненного для отдельных интервалов разведочной штольни в основании Богучанской ГЭС.

Вычисленные значения относятся к области, лежащей у поверхности той или иной стенки штольни. Они характеризуют ее проницаемость в определенном направлении. Вследствие этого неоднородность решетки трещин сильно отражается на результатах счета. Полученные для частично перекрывающихся интервалов штольни коэффициенты фильтрации существенно различаются. Включение в путь потока дополнительной части штольни иногда сильно меняет значение коэффициентов фильтрации. Например, включение в расчет интервала 61,0-64,0 приводит к снижению величины в 50 раз. Неоднородность полученных результатов почти аналогична неоднородности результатов позонных нагнетаний. Строго говоря, полученные значения нельзя рассматривать как коэффициент фильтрации -постоянную величину, характеризующую массив. Эти значения зависят не только от структуры массива, но и от градиента потока.

Сравнение результатов расчета для разных направлений.

Так, при турбулентном движении воды в трещинах зависимость расхода от напора становится нелинейной и коэффициент фильтрации - переменной величиной. Влияние турбулизации потока на результаты расчета можно проследить по нескольким зонам с высокой водопроницаемостью. Ниже, с учетом сказанного, мы пользуемся удобным термином «коэффициент фильтрации», сознавая его условность.

Сравнение результатов расчета для разных направлений показывает, что во всех интервалах штольни проницаемость вдоль штольни (на север) значительно меньше, чем поперек штольни (на восток). Такое соотношение коэффициентов фильтрации вполне согласуется с геологической ситуацией. Вдоль трещин бортового отпора (поперек штольни) проницаемость, очевидно, будет выше, чем поперек них. Поскольку вертикальное направление также совпадает с направлением трещин бортового отпора, для него получены большие значения коэффициентов фильтрации. В глубь массива водопроницаемость убывает и снижается различие между коэффициентами фильтрации для разных направлений. Такая же картина изменения фильтрационной анизотропии наблюдалась и при аналогичном анализе проницаемости примыканий Колымской ГЭС. Это объясняется тем, что анизотропия вызвана экзогенным процессом бортового отпора, интенсивность которого затухает в глубь массива.

Помимо направленной характеристики проницаемости, проведенные расчеты позволяют оценить фильтрационную прочность породы, давая для этого необходимый исходный материал в виде скоростей и градиентов потока в трещинах. При общем гидравлическом уклоне потока в отдельных трещинах скорости составляют 200-300 см/с. а гидравлические уклоны превышают 1 и достигают 3 и даже 10. При таких градиентах в отдельных трещинах может происходить размыв заполнителя, а иногда и пород в стенках отдельных трещин.

Прямое гидродинамическое опробование.

Инженерно-геологические методы исследования трещиноватости горных пород, состояние теории движения подземных вод по трещинам и технические возможности современных электронных вычислительных машин позволяют оценивать без проведения фильтрационных работ коэффициент фильтрации трещиноватого массива для направления, совпадающего с гидравлическим уклоном, а также скорости, числа Рейнольдса и градиенты в отдельных трещинах, рассекающих массив. Это дает возможность моделировать опытно-фильтрационное опробование на ЭВМ с целью определения фильтрационных свойств скальных массивов, которые по различным причинам не могут быть опробованы откачками, нагнетаниями и другими натурными опытами. Случаи, когда прямое гидродинамическое опробование не может быть выполнено, довольно многочисленны. Опыты с водой практически невозможны в многолетнемерзлых и сухих массивах, особенно при наличии широких трещин, а также в условиях трудной доступности, где сложно организовать опытные работы.

Моделирование на ЭВМ потоков воды по трещинам в настоящее время не может заменить фильтрационного опробования там, где нулевые гидродинамические опыты проведены в соответствии с техническими условиями. Однако моделирование может дополнить такое опробование массива. Вычисленные в результате моделирования коэффициенты фильтрации всегда привязаны к определенному направлению. Таким образом, расчет позволяет оценить не только абсолютную величину водопроницаемости, но и ее изменение по различным направлениям. При экспериментах в скважинах это может быть достигнуто созданием опытного куста, что усложняет и удорожает опытно-фильтрационные работы. Поэтому расчет ?ф по параметрам трещин может быть полезным дополнением к гидродинамическим скважинным методам.

Опыт применения метода и теоретический анализ результатов расчета показали, что точность расчета коэффициента фильтрации по параметрам трещин пока невысока.

Сравнение методов на основе специального лабораторного исследования.

Она ниже точности расчета по одиночным откачкам или нагнетаниям. Невысокая точность расчета в значительной мере объясняется точностью измерения ширины трещин при инженерных изысканиях.

Однако точность расчета зависит не только от точности исходных данных, но и от соответствия расчетной модели природному процессу. Для математического описания потока в трещинах и сетях трещин имеется два метода: тензорный и линейных элементов. Сравнение методов на основе специального лабораторного исследования и полевых опытно-фильтрационных работ на изысканиях показывает, что каждый из них обладает своими достоинствами. Решение на основе тензорного метода проще и удобнее для практического использования, но при наличии типичной для природных условий значительной дисперсии ширины, длины и других параметров трещин этот метод неточен. Расчетное значение несет в себе значительную систематическую погрешность, которая достигает 10 раз и более. При малой дисперсии раскрытия, свойственной глубинным массивам, тензорный метод дает удовлетворительные результаты. Более универсален метод линейных элементов, который для разнообразных природных условий позволяет рассчитать коэффициент фильтрации с удовлетворительной точностью и одновременно определить ряд важных характеристик потока, движущегося в трещинах. Однако метод линейных элементов более трудоемок, чем тензорный.

В перспективе анализ движения воды по трещинам на основе теории линейных элементов, на наш взгляд, может быть полезен при разработке теории и методики прогноза суффозии, конвективного рассеяния и других процессов, в которых скорости реального потока и условия пересечения струй имеют первостепенное значение. Развитие методов оценки фильтрационных свойств скальных массивов по данным о трещиноватости в дальнейшем следует вести по пути повышения точности результатов. Основные средства повышения точности - это учет объемного характера массива в рамках теории линейных элементов, повышение точности измерения ширины трещин при изысканиях, создание методов оценки коэффициента фильтрации рыхлого заполнителя трещин и учет неоднородности сети трещин в модели тензорной теории.

Статьи pp-budpostach.com.ua Все о бане

Статьи по пеноблоку,пенобетону,пенобетонным блокам

Статьи pp-budpostach.com.ua Статьи по бетону

Статьи Все о заборах

Статьи pp-budpostach.com.ua Все о крышах ( виды, материал, как лутше выбрать)

Статьи Все о Фундаменте

Статьи по газобетону ( газоблоку ), газобетонных блоков, газосиликатнных блоков

Новости, статьи, слухи, факты, разное и по чу-чуть

Статьи по кирпичу ( рядовому, лицевому,облицовочному,клинкерному, шамотному, силикатному,)