Понятие о начальном градиенте

Движение воды в грунте происходит по закону ламинарной фильтрации (кривая 1 на рис. 6), когда грунт содержит свободную воду в порах, большая часть которых сообщается друг с другом. В плотном пылевато-глинистом грунте, в порах которого нет свободной воды или она находится в разобщенных между собой относительно крупных порах, т. е. влага содержится в грунте пре имущественно в виде гидратных оболочек связанной воды, окружающих частицы грунта, как показали исследования С. А. Роза, Б. Ф. Рельтова и др., фильтрация воды начинается лишь при градиенте, большем некоторого значения, необходимого для преодоления сопротивления ее движению водно-коллоидных пленок. В таком случае зависимость между градиентом и скоростыо фильтрации будет иметь вид кривой 2, изображенной на рис. 6. На этой кривой можно выделить два основных участка: криволинейный участок АВ, соответствующий переходу от момента возникновения фильтрации к моменту развития установившейся фильтрации, и участок установившейся фильтра ВС.

Рис. 6. Зависимость скорости фильтрации от гидравлического градиента.

Для участка ВС скорость фильтрации находят по выражению:

где k^’_f — параметр прямой V_f = f (i); i — начальный градиент, определение которого показано на рис. 6.

В большинстве случаев начальный участок кривой 2 можно заменить прямой (пунктир на рис. 6). Прямая 1 на рис. 6 соответствует зависимости V_f от i в грунтах, не обладающих начальным градиентом.

В водонасыщенных грунтах, обладающих начальным градиентом, вода практически не будет выдавливаться в зоне с небольшими градиентами, поэтому при возникшем напряженном состоянии грунт в этой зоне сможет уплотняться по закону фильтрационной консолидации.

Как показывают исследования процесс уплотнения грунтов во времени при градиентах, меньших i, развивается на порядок медленнее, чем при фильтрационной консолидации, поэтому его часто не учитывают.