Исследование нелинейных эффектов медленной фильтрации воды в естественных грунтах

• Автор: Муратов, Ислам Бекбаевич
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Душанбе
• Количество страниц: 186 c. : ил

1. РАЗРАБОТКА НЕЛИНЕЙНЫХ МОДЕЛЕЙ ФИЛЬТРАЦИИ,
ОСНОВАННЫХ НА ЗАКОНОМЕРНОСТЯХ ТЕЧЕНИЯ ОБОБЩЕННЫХ ЖИДКОСТЕЙ В КОЛЬЦЕВОМ КАПИЛЛЯРЕ
1.1. О реологических представлениях жидкостей в микропространствах пор естественных грунтов и кольцевокапиллярной модели фильтрации
1.2. Дифференциальные уравнения движения обобщенных жидкостей в кольцевом капилляре
1.3. Вывод и исследование уравнений расхода обобщенных ньютоновской и бингамовской жидкостей в кольцевом капилляре
1.4. О моделях фильтрации в естественных грунтах, выраженных законами течения обобщенных ньютоновской и бингамовской жидкостей в кольцевом капилляре
2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ НЕЛИНЕЙНЫХ ЭФФЕКТОВ МЕДЛЕННОЙ ФИЛЬТРАЦИИ ВОДЫ В ЕСТЕСТВЕННЫХ ГРУНТАХ
2.1. Краткий обзор технико-методических основ лабораторного опыта на водопроницаемость естественных грунтов
2.2. Методика эксперимента по медленной фильтрации воды в песках и глинистых грунтах
2.3. Графоаналитическая схематизация процесса выравнивания напоров на концах образца грунта
2.4. Некоторые вопросы подготовки лабораторного опыта на медленную фильтрацию воды в лессовидных суглинках
2.5. Разработка установки по массовому испытанию монолитных образцов на водопроницаемость и микрощеле-вых фильтрационных устройств

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ МЕДЛЕННОЙ ФИЛЬТРАЦИИ ВОДЫ В ЕСТЕСТВЕННЫХ ГРУНТАХ
3.1. Изучение Фильтрационных аномалий медленного

течения воды в песках
3.2. Общая характеристика опробованных почвогрунтов и лабораторных наблюдений водопроницаемости. . Ю4
3.3. Об особенностях фильтрации в лессовидных суглинках при градиентах напора ниже единицы
3.4. К обоснованию обобщенной ньютоновской модели фильтрации воды в лессовидных суглинках
3.5. К изучению фильтрационных характеристик почвогрунтов северной части Яванской долины по
данным натурных наблюдений
ЗАКЛВДЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ: I. Сводка данных о приборах и методике лабораторного эксперимента на фильтрацию
2. Первичные данные наблюдений за ходом неуста-новившейся фильтрации в монолитных образцах почвогрунтов
3. Акты и справки о внедрении полученных результатов

Исследование аномальных явлений медленного течения воды и ее природных растворов в капиллярно-пористых средах имеет важное значение в теории фильтрации, физической и коллоидной химии, биомеханике и т.д.
Особую значимость эта проблема приобретает в области мелиоративной гидрогеологии. Ибо в природных условиях залегания почв

и грунтов действующие в области I ^ 1,0 4- I * 10 градиенты гидравлического напора приходятся главным образом на долю весьма малых значений I, в то время как большинство современных фильтрационных расчетов основано на линейном законе Дарси, нарушающемся не только при переходе к турбулентному режиму течения, но и в области малых величин I.
Современное состояние учения о почвенной влаге определяется основополагающими трудами А.Ф.Лебедева, С.В.Нерпина, А.А.Роде, С.И.Долгова, Ф.Е.Колясева, С.Н.Рыжова, А.И.Будаговского, М.А. Глобуса и др., а математических методов исследования фильтрации воды, нефти и газа в подземных пластах (со множеством приложений) - трудами Н.Е.Жуковского, Л.С.Лейбенэона, Н.Н.Павловского, П.Я.Полубариновой-Кочиной, Г.Н.Каменского, С.Ф.Аверьянова,
И.А.Парного, А.Х.Мирзаджанзаде, В.И.Аравина, С.Н.Нумерова,
Н.К.Гиринского, А.Н.Мятиева, Н.Н.Веригина и др.
Важную роль в объяснении физико-механических особенностей поровой воды сыграли работы Б.В.Дерягина, Н.В.Чураева, С.В.Нерпина и их сотрудников по изучению аномального поведения тонких слоев жидкости на границе контакта с твердым скелетом грунта, а также работы П.А.Ребиндера и его учеников - по исследованию поверхностных явлений в дисперсных системах и реологии тиксотроп-ных сред.

При известных из опыта величин ё0 , Цо , Хоа * р , к, » 1о/ решение этой задачи применительно к кольцево-капиллярной модели фильтрации связано с определением параметров идеализации грунта С И и обобщенности поведения течения т
По (1.68) и (1.69) с и Ъ легко находятся. А для определения пг можно использовать условие иа= и< асимптотического
приближения модели (1.62) к опытной прямой (1.60). Тогда, комбинируя уравнение асимптоты (1.59) с соотношениями (1.71) и (1.69), получим:
Т . (1-С)
— (2С(1-С2)К
В первом приближении искомое отсюда значение т можно установить из (1.71), предполагая 10= I., . А затем с любой заданной точностью вычислить его из (1,73) - методом последовательных приближений.
Чтобы убедиться в эффективности данного метода моделирования фильтрации в глинах, рассмотрим пример прогнозирования экспериментально трудно устанавливаемых действительных величин п. и 10 на основе приведенных в /18/ (с. 62 и 89,образец№ 10, глина) опытных данных: <4 =0,41, р =1,00г*см“^, =1,02*10”^г*см“^сек“1
г00 =1,53 * 10”^ дин* см"2, к, =0,430 *Ю"7 см* сек”-1-, 10,= 2,70.
По (1.68) и (1.69) соответственно с =0,768 и £,=0,126*10”^см. Предварительное значение т , определяемое из (1.71) при Г0 = 10/ равно - 7,03, а уточненное по (1.73) 5,90. Следовательно действительное значение 1„ по (1.71) равно 2,30.
Таким образом, модель (1.62) для данного образца глины полностью конкретизируется и, с переходом в ней по (1.70), (1.72) от кинематической 5 характеристики потока к динамической I , выражает общепринятую зависимость и от I (рис. 1.7).
/ 2Ы
,/г -/-С *
/71
т+з

т+'3
(1.73)