РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЛЬТРАЦИОННЫХ СВОЙСТВ КОМБИНИРОВАННОЙ ЩЕБЕНОЧНО-ПЕСЧАНОЙ СМЕСИ
Аннотация
Изучены и определены точные значения коэффициентов фильтрации и пористости для щебня и песка по отдельности, однако ни в одном справочнике невозможно найти данных показателей для комбинированной щебеночно-песчаной смеси. Это важно, так как в реальных условиях строительства чаще всего используется не «чистый» материал, а именно его смеси. Поэтому задачей исследования явилось изучение физико-механических свойств и механизмов функционирования комбинированной щебеночно-песчаной смеси. В качестве инструмента для решения поставленной задачи был выбран прибор Дарси. Лабораторная установка, при помощи которой выполнялись опыты, была спроектирована и собрана специально для поставленного эксперимента. В работе сделано описание последовательности проведения опытов, представлены результаты, полученные в ходе проведенного эксперимента, а именно величины коэффициентов фильтрации и пористости для грунтов с заданным процентным соотношением и соответствующие графические зависимости данных показателей от состава изучаемых смесей. Исследования показали, что изменения искомых величин имеют нелинейный характер и в зависимости от процентного содержания рассматриваемых образцов их значения различаются в десятки раз. Данные характеристики и построенные на их основе зависимости имеют практическую пользу в строительстве и эксплуатации гидротехнических сооружений, в геотехнике, мелиорации и нефтегазовом деле, так как позволяют выбирать необходимый состав инертных материалов (песка и щебня) для обеспечения заданного коэффициента фильтрации и прогнозировать фильтрационные свойства комбинированных грунтов с известными пропорциями. Благодаря полученным результатам, можно искусственно скомбинировать пропорции смесей таким образом, чтобы коэффициент фильтрации созданного материала был на много порядков ниже, чем у исходных ингредиентов в отдельности.
Ключевые слова
коэффициент фильтрации, пористость, метод Дарси, комбинированная смесь, щебень, песок, Darcy’s method
Читать полный текст статьи: PDF
Список литературы
Гольдберг В. М. Проницаемость и фильтрация в глинах / В. М. Гольдберг, Н. П. Скворцов. - М.: Недра, 1986. - 160 с.
Королев В. А. Водопроницаемость грунтов / В. А. Королев // Российская геологическая энциклопедия. - СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 2010. - С. 198-212.
Высоцкий Л. И. Рекомендации по использованию формул для коэффициента Дарси при расчете распределения осреднённых скоростей / Л. И. Высоцкий // Научный журнал Российского НИИ проблем мелиорации. - 2014. - № 4 (16). - С. 204-212.
Гладков С. О. О законе Дарси в условиях сохранения энтальпии / С. О. Гладков // Письма в журнал технической физики. - 2002. - Т. 28. - № 20. - С. 50-57.
Шевченко О. Н. Особенности процесса многофазной фильтрации в условиях нарушения линейного закона Дарси / О. Н. Шевченко // Успехи современной науки. - 2016. - Т. 3. - № 2. - С. 52-56.
Синцов И. А. Фильтрация жидкости к горизонтальным скважинам после гидроразрыва пласта / И. А. Синцов // Инновационные технологии для нефтегазового комплекса. Сб. науч. тр., посвященный 45-летию кафедры «Бурение нефтяных и газовых скважин» / под ред. В. П. Овчинникова. - Тюмень: ТюмГНГУ, 2010. - С. 298-303.
Шевченко О. Н. Определение критических значений скоростей фильтрации в условиях нарушения закона Дарси / О. Н. Шевченко // Успехи современной науки и образования. - 2016. - № 2. - С. 140-145.
Смирнов-Туманов Я. С. Разработка лабораторной установки для исследования фильтрационных свойств комбинированной щебеночно-песчаной смеси / Я. С. Смирнов-Туманов, Н. М. Панченко // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. - 2016. - № 5 (39). - С. 128-133. DOI: 10.21821/2309-5180-2016-8-5-128-133.
Толпаев В. А. Влияние проницаемости гравийного фильтра на дебит буровой скважины при линейном законе Дарси / В. А. Толпаев, Ю. В. Харченко, В. В. Захаров // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия: Естественные науки. - 2003. - № 3. - С. 36-42.
Токарева М. А. Трехмерная задача фильтрации жидкости в вязкоупругой деформируемой среде / М. А. Токарева // Сб. науч. тр. международной молодежной школы-семинара «Ломоносовские чтения на Алтае» / под ред. Е. Д. Родионова. - Барнаул: Алтайский государственный университет, 2012. - С. 219-221.
Котовец А. А. Исследование фильтрации в скальном трещиноватом основании плотины с противофильтрацинной завесой и дренажом / А. А. Котовец // Мелиорация антропогенных ландшафтов: Межвузовский сб. науч. ст. - Новочеркасск: Набла, 2005. - С. 133-135.
Shtykov V. I. The Performance of Geotextile Materials Used for Filtration and Separation in Different Structures as an Important Part of Geotextiles Requirements / V. I. Shtykov, L. S. Blazhko, A. B. Ponomarev // Procedia engineering. - 2017. - Vol. 189. - Pp. 247-251. DOI: 10.1016/j.proeng.2017.05.039.
Blazhko L. S. Enhancement of Subgrade’s Bearing Capacity in Low Water Permeable (Clay) Soils / S. Blazhko, V. I. Shtykov, E. V. Chernyaev // Procedia engineering. - 2017. - Vol. 189. - Pp. 710-715. DOI: 10.1016/j.proeng.2017.05.112.
Kumor Ł. A. Geotechnical parameters of soil, considering the effect of additional compaction of embankment / Ł. A. Kumor, M. K. Kumor, M. Kopka // Procedia engineering. - 2017. - Vol. 189. - Pp. 291-297. DOI: 10.1016/j.proeng.2017.05.047.
Об авторах
Смирнов-Туманов Ярослав Сергеевич - ассистент
ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»Панченко Наталия Михайловна - кандидат технических наук, доцент
ФГБОУ ВО «Петербургский государственный университет путей сообщения императора Александра I»
