АНАЛІЗ ТЕОРЕТИЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ МЕХАНІЧНОЇ СУФОЗІЇ ТА КОЛЬМАТАЖУ В ДРЕНАЖНИХ СИСТЕМАХ

Анотація

У статті виконано аналіз теоретичних досліджень суфозійних процесів, що виникають у дренажі на меліоративних системах та гідротехнічних спорудах з ґрунтових матеріалів. Основну увагу в статті приділено механічній суфозії – перенесення та винесення дрібних частинок в ґрунтовому масиві під дією фільтраційного потоку, що супроводжується зміною пористості середовища та коефіцієнта фільтрації. Розглянуто механізми виникнення внутрішньої та зовнішньої суфозії, а також процес кольматажу – зупинки переміщення частинок у порах.На основі огляду літературних джерел та результатів лабораторних і натурних досліджень охарактеризовано вплив гідравлічного градієнта на інтенсивність фільтраційних деформацій. Узагальнено відомі критерії суфозійної стійкостіґрунтів, зокрема коефіцієнт неоднорідності гранулометричного складу та критичний гідравлічний градієнт. Проаналізовано традиційні та сучасні моделі, що використовуються для кількісного прогнозування розвитку суфозії в неоднорідних середовищах.Обґрунтовано необхідність доповнення класичних рівнянь фільтраційного потоку рівняннями балансу маси рухомих  частинок. Показано, що наявні класичні теоретичні підходи (рівняння Дарсі, Буссінеска, Дюпюї – Форхгеймера та інші) не враховують зміни коефіцієнта фільтрації в часі через суфозійні деформації масиву ґрунту. Аналіз результатів теоретичних та експериментальних досліджень підтверджує істотний вплив переміщення частинок на водоприймальну здатність дрен.Зроблено висновок, що прогнозування працездатності дренажних систем неможливе без урахування суфозійних змін упридренній зоні. Необхідним є удосконалення математичних моделей шляхом врахування розвитку суфозійних процесів як детермінуючого фактора, що впливає на зміну гідравлічних параметрів у системі фільтрації.