2.3.2. Понятие о начальном градиенте
2.3.2. Понятие о начальном градиенте
Движение воды в грунте происходит по закону ламинарной фильтрации (кривая 1 на рис. 2.6), 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 преимущественно 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.
Рис. 2.6. Зависимость скорости фильтрации ох гидравлического градиента
В таком случае зависимость между градиентом и скоростью фильтрации будет иметь вид кривой 2, изображенной на рис. 2.6. 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 фильтрации ВС.
Для участка ВС скорость фильтрации находят по выражению:
(2.18)
где k'f — параметр прямой
= f (i); ib — начальный градиент, определение которого показано на рис. 2.6.
В большинстве случаев начальный участок кривой 2 можно заменить прямой (пунктир на рис. 2.6). Прямая 1 на рис. 2.6 соответствует зависимости 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 не сможет уплотняться по закону фильтрационной консолидации.
Как показывают исследования; процесс уплотнения грунтов во времени при градиентах, меньших ib, развивается на порядок медленнее, чем при фильтрационной консолидации, поэтому его часто не учитывают.