фильтрация воды в грунтах

Фильтрация воды в грунтах представляет собой сложный про­цесс. Действительно, 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 не­которых 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.

Рассмотрим схему фильтрации воды в элементе грунта. Пусть в точках 1 и 2 слоя водонасыщенного грунта, удаленных друг от друга на расстояние L, действуют разные пьезометрические напоры. Напомним, что из курса гидравлики напор в лю­бой точке движущегося потока воды определяется выражением.

Здесь важно отметить, что давление в воде может быть обус­ловлено не только высотой столба жидкости, как показано на рисунке, но и нагрузкой от сооружения, передающейся на грунты основа­ния через подошву фундамента (поровое давление).

Под действием этой разно­сти напоров может начаться движение воды в порах грунта от точки 1 к точке 2.

Примем, что это движение происходит по цилиндрической трубке то­ка площадью сечения А. Тог­да, измерив за некоторое вре­мя t расход воды Q, поступи­вшей из точки 1 в точку 2, можно рассчитать условную скорость фильтрации.

Отнесение скорости филь­трации к общей площади сечения трубки тока кроме факторов, указанных выше, содержит еще и ту условность, что часть этого сечения занята твердыми частицами, а в пылевато-глинистых грун­тах еще и связанной водой, не принимающей участия в фильтрации. Поэтому скорость фильтрации, определенная по формуле, всегда будет отличаться от истинной скорости фильтрации воды в грунте