Моделирование фильтрации в насыщенном влагой грунте

Актуальность проблемы в строительстве

Значения скоростей фильтрации воды в грунте во многом определяют конструкцию и материалы, применяемые при возведении фундаментов. Воздействие фильтрации в грунте на себе испытывают также стены подвалов, линий подземных коммуникаций и других заглубленных в грунт частей сооружений. Устойчивость дна и берегов водохранилищ и каналов тоже зависит от фильтрации в прибрежном грунте. Учет фильтрации повышает качество моделирования иных физических процессов в грунте. Например, при распределении тепловых полей, конвективный перенос тепла обусловлен наличием фильтрации.

Фильтрация воды в грунте наблюдается из-за наличия в нем пор. Под порами понимают пустоты разного диаметра и формы, которые появились вследствие неплотного прилегания друг к другу структурных элементов грунта в процессе его образования. В зависимости от степени насыщенности пор жидкостью и значения скорости жидкости в порах, для моделирования процессов фильтрации используют различные подходы. Так, если поры грунта находятся в насыщенном состоянии, то процесс фильтрации моделируется на основе дифференциального уравнения Дарси. Движение жидкости в ненасыщенных влагой грунтах описывается уравнением Ричардса или Бринкмана.

Читать далее