Прогнозы образования и расчеты дренажей техногенных горизонтов и верховодки на урбанизированных территориях

• Автор: Кумов, Петр Валентинович
• Шифр специальности: 05.23.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 164 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

1. Анализ методов прогнозирования образования новых техногенных

горизонтов И ВЕРХОВОДКИ на урбанизированных территориях.

1.1. Обзор существующих методов прогнозов новых техногенных

горизонтов и верховодки.

1.2. Общие подходы к описанию процессов фильтрации при

образовании новых техногенных горизонтов и верховодки.

1.2.1. Уравнения фильтрации и условие на свободной поверхности

1.2.2. Условия на подвижной границе промачивания

2. Точные аналитические решения некоторых задач образования новых

ТЕХНОГЕННЫХ ГОРИЗОНТОВ И ВЕРХОВОДКИ

2.1. Образование нового техногенного горизонта при утечках из
ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ И ВОДОНЕСУЩИХ КОММУНИКАЦИЙ НА НЕПРОНИЦАЕМОМ ВОДОУПОРЕ.
2.2. Образование нового техногенного горизонта при утечках из
ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ И ВОДОНЕСУЩИХ КОММУНИКАЦИЙ НА СЛАБОПРОНИЦАЕМОМ ОСНОВАНИИ
2.2.1. Стационарная фильтрация в грунт при слабопроницаемом
основании
2.2.2. Нестационарная фильтрация в грунт при слабопроницаемом основании.
3. Приближенные методы решения задач образования новых техногенных
горизонтов и верховодки
3.1. Методы упрощения математических моделей фильтрации.
3.1.1. Основные гипотезы упрощения математических моделей.
3.1.2. Упрощение уравнения фильтрации и его общее решение для задач растекания грунтовых вод по слабопроницаемому водоупору.
3.2. Оценка точности инженерных методов расчета фильтрации при
ОБРАЗОВАНИИ НОВЫХ ТЕХНОГЕННЫХ ГОРИЗОНТОВ
3.2.1. Оценка точности инженерных методов при расчетах плановых
границ верховодки
3.2.2. Оценка точности инженерных методов при расчетах уровней грунтовых вод.
3.3. ПОЛУЧЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ ЗАВИСИМОСТЕЙ ОБРАЗОВАНИЯ НОВЫХ
ТЕХНОГЕННЫХ ГОРИЗОНТОВ И ВЕРХОВОДКИ ДЛЯ РАЗНЫХ КЛАССОВ ЗАДАЧ
3.3.1. Расчет образования техногенных горизонтов на слабопроницаемом основании
3.3.1.1. Фильтрация в сухой грунт при известном переменном уровне
в источнике подтопления.
3.3.1.2. Фильтрация в сухих грунтах с питанием из несовершенного
источника подтопления.
3.3.1.3. Образование верховодки при интенсивном инфипьтрационном
питании.
3.3.2. Расчеты образования техногенных горизонтов на непроницаемых основаниях
3.3.2.1. Фильтрация в сухой грунт при переменном уровне в источнике подтопления.
3.3.2.2. Фильтрация в сухих грунтах с питанием из несовершенного источника подтопления.
3.3.2.3. Образование верховодки при интенсивном инфипьтрационном
питании
4. Методика прогноза и обоснования системы инженерной защиты от
ПОДТОПЛЕНИЯ ЗАСТРОЕННЫХ ТЕРРИТОРИЙ ПРИ ОБРАЗОВАНИИ НОВЫХ ТЕХНОГЕННЫХ ГОРИЗОНТОВ И ВЕРХОВОДКИ
4.1. Особенности моделирования верховодки на слабопроницаемых
ОСНОВАНИЯХ
4.2. Рекомендации по проектированию комплексной системы
ИНЖЕНЕРНОЙ ЗАЩИТЫ ОТ ПОДТОПЛЕНИЯ ГОРОДКА ОМОН
в Строгино г. Москва
4.2.1. Анализ инженерногеологических условий и разработка
математической модели
4.2.2. Оценка образования техногенного горизонта до работы дренажа
4.2.3. Моделирование работы опытного вертикального дренажа.
4.2.4. Оценка работы вертикального дренажа.
4.2.5. Оптимизационные расчеты комплексной системы дренажа
зданий городка ОМОН.
4.3. ОПЫТ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ ПО ПРОГНОЗИРОВАНИЮ ПОДТОПЛЕНИЯ ТЕРРИТОРИЙ
С ОБРАЗОВАНИЕМ ТЕХНОГЕННЫХ ГОРИЗОНТОВ И ВЕРХОВОДКИ
4.3.1. Геофильтрационные расчеты в районе строительства жилого
дома вблизи оползневого склона оврага р. Коршуниха
4.3.2. Прогнозные расчеты подтопления КорейскоРоссийского
торгового центра в г. Москве
4.3.3. Основные результаты расчетов подтопления территории проектируемого многофункционально общественножилого
комплекса по ул. Косыгина в г. Москве.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И ПРЕДЛОЖЕНИЯ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Каждое из этих направлений в различные годы имело свою область применения и успешно реализовывалось на практике. Широкому внедрению аналитических методов прогнозов УГВ в практику проектноизыскательских работ способствовало то обстоятельство, что достоверность и полнота исходной информации о гидрогеологических условиях и фильтрационных параметрах изучаемой территории соответствуют требованиям, которые предъявляются при схематизации природных условий для аналитических методов прогноза, но дальнейшая детализация фильтрационной схемы, при которой применение аналитических методов оказывается невозможным, часто не позволяет получить более точные результаты изза невысокой точности исходной информации. В этой связи аналитические методы прогноза долгое время считались основными и наиболее массовыми, но в последние годы они активно вытесняются численными математическими моделями, реализации которых способствует быстрый прогресс в сфере компьютерных технологий. Роль аналитических методов сдвигается в сторону критериальных показателей точности при разработке и отладке математических моделей. Рассматривая достижения в области прогнозирования подъема УГВ на застроенных территориях, следует констатировать, что наименее изученными на данный период остаются, прежде всего, вопросы образования техногенных горизонтов и верховодки, которые, в основном, и исследуются в данной работе. При строительном освоении новых территорий, как уже указывалось выше, возникают новые источники дополнительного инфильтрационного питания, что в определенных гидрогеологических условиях может приводить к образованию верховодки, новых техногенных горизонтов или образованию куполов фунтовых вод. Источниками дополнительного питания могут быть открытые котлованы, сети водонесущих коммуникаций, водосодержащие емкости, новые каналы, накопители и т. Под действием этих источников происходит просачивание воды через зону аэрации до водонепроницаемых или слабопроницаемых оснований, на которых происходит накапливание воды, формирование верховодки или даже постоянных техногенных горизонтов, формирование увеличивающихся во времени куполов грунтовых вод в зоне действия источника питания и растекания купола за пределами зоны действия источника. В настоящее время все чаще и чаще обводнение фунтов возникает в результате увеличения инфильтрационного питания за счет утечек из водонесущих коммуникаций и образования верховодки. В то же время существует весьма ограниченный круг исследований, посвященных этим вопросам. Действительно, среди отечественных исследователей следует отметить лишь работы П. Б.С. Шержукова , , А. Ж. Муфтахова , , , Н. П. Куранова , , , , , Расторгуева , В. И. Сологаева , а также отдельные работы, появившиеся в последние годы как у нас, так и за рубежом , . В этих исследованиях приоритет был и остается за отечественными учеными. Весьма интересным, например, является подход, предложенный А. Ж. Муфтаховым и Н. П. Курановым для прогнозирования верховодки на слабопроницаемых линзах , . Приведем здесь некоторые фрагменты исследований, выполненных в работе . В этой работе детально рассматривается фильтрация при стекании воды с непроницаемой линзы см. Рис. Н2к,а ИхИ З 1. Яг, М 0 ИНШ Ш. Я, соь2 х2у2 со соС
1. Тогда из 1. Зависимость 1. Это условие для изотропных грунтов при со кж переходит в условие
1 при х I 1. К граничному условию 1. Решение задачи фильтрации через дамбу обвалования рис. Рис. Но поскольку а кН , то из сравнения выражений для при а е
получаем условие 1. К этому же условию приводит и анализ решения притока воды к дренажной щели, лежащей на водоупоре, выполненный в работе . Условие 1. Действительно, при величинах инфильтрационного питания, близких к коэффициенту фильтрации в вертикальном направлении, кривая депрессии должна выполаживаться и в пределе со к. С другой стороны, анизотропия фильтрационных свойств Л, к. В работе общее условие 1. В данной работе все исследования, связанные с прогнозированием формирования техногенных горизонтов и верховодки, проводятся на основе гидродинамической теории.