Химическая суффозия
Химическая суффозия имеет практическое значение в растворимых породах (карбонаты, сульфаты, галоиды), вода растворяет частицы породы и выносит продукты разрушения.
В результате растворения водой составных частей пород, в последних образуются пустоты – возникает карст. Наличие закарстованных пород обусловливает большие потери воды на фильтрацию из водохранилищ и прудов, нередко последние остаются совершенно сухими.
Наличие в районах строительства гидротехнических сооружений закарстованных пород осложняет строительство. В качестве мер борьбы с водообилием закарстованных пород при строительстве гидротехнических сооружений применяются откачки, глинизация, битуминизация и цементация. Постоянные потоки подземных вод желательно перехватить дренами и отвести их за пределы застраиваемой территории.
Борьба с механической суффозией
Плывуны осложняют производство работ, могут привести к различным нарушениям при строительстве и эксплуатации сооружений и даже авариям.
Способы борьбы:
- осушение грунтов с помощью забивных и опускных фильтров, откачка воды из скважин;
- защита котлованов, шурфов и т.д. от заплывания с помощью шпунтовых стенок и забивной крепи. Шпунты забиваются до водоупора или плотных пород;
- закрепление плывунов до потери плывучести, путём замораживания или силикатизацией (жидким стеклом и т.д.).
Механическая суффозия
Суффозия – разрушение горных пород потоками фильтрующейся воды. Суффозия, как инженерно-геологический процесс, проявляется на участках расположения гидротехнических сооружений (плотин, каналов) и при вскрытии подземных вод котлованами и карьерами. Различают механическую и химическую суффозию.
Механическая суффозия – это вынос мелких частиц фильтрующейся водой – вода выносит частицы во взвешенном состоянии. Она происходит в рыхлых, насыщенных водой и мягких связных породах при повышении напорного градиента в фильтрационном потоке до некоторых величин. Эти градиенты могут создаваться в нижнем бьефе плотин, тогда частицы породы будут выноситься из-под основания плотины, и устойчивость последней будет нарушена. При вскрытии насыщенных подземными водами рыхлых, несвязных грунтов, происходит движение всей грунтовой массы (грунт + вода) в направлении действия напорного градиента. Этот процесс получил название плывучести, а грунты, насыщенные водой и обладающие этими свойствами – плывунами. Обычно, плывуны вскрываются котлованами, карьерами, колодцами, при проходке скважин и туннелей.
Расчетные данные коэффициента фильтрации
|
№ |
t |
K1 |
||
|
при |
При |
При |
||
|
1 |
10 |
576.0 |
432.0 |
345.6 |
|
2 |
11 |
559.2 |
419.3 |
335.5 |
|
3 |
12 |
543.3 |
407.5 |
325.6 |
|
4 |
13 |
528.4 |
396.3 |
317.0 |
|
5 |
14 |
514.3 |
384.8 |
308.4 |
|
6 |
15 |
500.9 |
375.6 |
300.4 |
|
7 |
16 |
488.1 |
366.1 |
292.4 |
|
8 |
17 |
476.0 |
359.8 |
285.6 |
|
9 |
18 |
464.5 |
348.3 |
278.6 |
|
10 |
19 |
453.4 |
340.1 |
272.1 |
|
11 |
20 |
443.0 |
332.3 |
265.8 |
|
12 |
21 |
433.1 |
324.8 |
259.8 |
|
13 |
22 |
423.5 |
317.6 |
254.1 |
|
14 |
23 |
414.3 |
310.0 |
248.6 |
|
15 |
24 |
403.0 |
304.2 |
243.4 |
|
16 |
25 |
397.2 |
297.9 |
238.3 |
|
17 |
26 |
389.2 |
291.8 |
233.5 |
|
18 |
27 |
381.4 |
286.0 |
228.8 |
|
19 |
28 |
374.0 |
280.5 |
224.3 |
|
20 |
29 |
366.8 |
275.1 |
220.1 |
|
21 |
30 |
360.0 |
270.0 |
215.9 |
=0.6Коэффициент фильтрации песчаных грунтов
При лабораторном определении коэффициента фильтрации песчаных грунтов для его расчета по экспериментальным данным используется формула:
где: K10-коэффициент фильтрации при
t=10°;
Q-расход воды, мл;
F-площадь поперечного сечения цилиндра, м2;
t-время, с;
J-напорный градиент;
r-температурная поправка (0,7+0,05°);
864 - переводной коэффициент из м/с в м/сут .
Для облегчения расчета коэффициента фильтрации можно использовать таблицу расчетных данных для постоянного расхода воды из цилиндра с определенной площадью поперечного сечения при различной температуре и различных градиентах. В ней приведены расчетные данные коэффициента фильтрации при Q=10 мл и F=0.0025 м2 в интервале температур от 10 до 30° С.