Сформульовані математичні задачі зовнішньої і внутрішньої суфозії, які ініційовані малим сферичним стоком (джерелом). Отриманий ряд строгих рішень таких задач при постійному притоку (стоку) води та знайдені границі застосування математичної моделі деформацій при перерозподілу неструктурних часток в ґрунті. У випадку тривалого перерозподілу вказана модель потребує корегування. Встановлено, що суфозійний процес при зовнішній суфозії локалізується в області деформацій, незмінні розміри якої визначаються інтенсивністю притоку води до стоку. При цьому утворюються дві характерні зони. В зоні часткової деформації ґрунту незначна кількість суфозійних часток присутня у завислому стані і зберігається як завгодно довго. В зоні повної деформації знаходяться тільки мобільні частки, які в кінці кінців поступають в стік. Можливості теоретичного аналізу фільтраційних деформацій суттєво розширюються завдяки формальному спрощенню вихідної моделі за допомогою спеціальних прийомів. Зокрема, високоефективною виявилась часткова лінеаризація рівняння деформацій, яка веде до мінімальних похибок у розрахунках, відкриваючи шляхи до вирішення більш складних задач (змінний приток, полідисперсна домішка). Процес зовнішньої суфозії здатний навіть при помірному вихідному вмісті неструктурної компоненти відчутно збільшити проникність ґрунту поблизу стоку, а також зменшити втрати напору в області деформацій і в цілому в області руху. Під час різкого убування інтенсивності стоку (дренажної витрати) характер протікання процесу зовнішньої суфозії і розподілу імобілізованих неструктурних часток може в значній мірі змінитися. Внаслідок зменшення припливу рідини розвивається кольматаційний процес, який протікає на рухомому фронті осадження. В підсумку можливі тривала затримка в ґрунті значимої частини мобілізованих часток, помітне скорочення виносу твердої речовини у водоприймальні пристрої. Інтенсивний приток води в грунт з малого джерела може обумовити відтиснення суфозійних часток з ближньої зони вглиб ґрунту. При цьому утворюються дві зони – суфозійна, вільна від таких часток, і акумулююча, що вміщає всі мобільні частки. Виникаючі дві границі (між зонами та зовнішня) являються рухомими і поступово віддаляються від джерела, зближуючись між собою. Вони обмежують зону з наростаючою концентрацією неструктурної компоненти. Накопичення суфозійних часток у вузькій акумулюючий зоні при різних швидкостях їх руху та руху води сприяє посиленню протидії рідкої і твердої фаз пористого середовища одна одній і, як наслідок, погіршенню його проникності на даній ділянці фільтраційної течії. Разом з тим втрати напору в області руху в процесі такого деформування ґрунту змінюються незначно в силу віддалення вказаної зони від джерела і розширення суфозійної (чистої) зони. Інтегральна форма точного розв’язку задачі зовнішньої суфозії ускладнює розрахунок динаміки виносу суфозійної речовини з ґрунту, яку слід знати при гідравлічних розрахунках водоприймальних та водовідвідних пристроїв. Запропоновано наближені формули, які виведені на базі спеціального рівняння відносно об’єму виносу, набагато полегшують його визначення, забезпечуючи при цьому високу точність обчислень. Фільтраційні процеси, при регулюванні водного режиму системами дрен на значних територіях або при роботі окремих, а також груп водозабірних та водопонижуючих свердловин, як правило, протікають набагато повільніше, ніж деформаційні. Тому при розрахунках дренажів різного призначення достатньо приймати до уваги фільтраційні властивості ґрунту після завершення деформацій у ньому, а у теоретичних дослідженнях суфозійного процесу можна вважати дренажну витрату постійною. Формальна заміна реальних дрен із зосередженим притоком води до систем рівновіддалених щілин на гіпотетичні дрени з рівномірно розподіленою вздовж них дренажною витратою призводить до недооцінки суфозійного процесу і його наслідків, а при невисокій витраті взагалі може стати причиною нехтування ним. При обґрунтуванні параметрів дренажу, розрахунках його дії у суфозійних ґрунтах доцільно спиратися на метод фільтраційних опорів. Величина загального фільтраційного опору повинна тоді мати додаткову складову, яка враховувала б покращення умов дренування ґрунту в результаті деформацій, що відбулись в придренній зоні. Збільшення проникності і пористості ґрунту на відповідальних ділянках фільтраційної течії, може дати підставу при проектуванні дренажних систем для збільшення міждренних відстаней і дозволить знизити таким чином капітальні затрати.
` СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ Поляков В.Л., Сидор В.Б. Внешняя суффозия в несвязных грунтах при радиальной фильтрации // Прикладна гідромеханіка. – 2004. – 6(78), №4. – С.68-77.
Особистий внесок Сидора В.Б. полягає у побудові розв’язку математичної задачі зовнішньої суфозії, яка ініційована дією малого сферичного стоку. Поляков В.Л., Сидор В.Б. Моделирование внутренней суффозии в несвязной среде // Журнал обчислювальної і прикладної математики. – 2004. – 2(91). – С.122.
Особистий внесок Сидора В.Б. полягає в формалізації процесу внутрішньої суфозії. Поляков В.Л., Сидор В.Б. Про особливості розрахунку дренажу в суфозійних грунтах // Проблеми водопостачання, водовідведення та гідравліки. – Київ: 2004, Вип.3. – С.100-106.
Особистий внесок Сидора В.Б. полягає в кількісному аналізі впливу механічної суфозії на водно-фізичні властивості суфозійних грунтів. Поляков В.Л.,Сидор В.Б. Про втрати напору при внутрішній суфозії у несв’язних грунтах // Проблеми водопостачання, водовідведення та гідравліки. – Київ: 2005, вип.4. – С.134-142.
Особистий внесок Сидора В.Б. полягає в оцінці змін втрати напору за рахунок внутрішньої суфозії. Сидор В.Б. Порівняльний аналіз значущості суфозійного та фільтраційного процесів при функціонуванні різних типів дренажів // Проблеми водопостачання, водовідведення та гідравліки. – Вип.5. – К., - 2005. – С.120-128. Поляков В.Л., Сидор В.Б. Расчет фильтрационных деформаций, обусловленных действием сферического стока с переменной интенсивностью//Гідромеліорація та гідротехнічне будівництво.-Рівне:2006, вип.4.-С.190-198.
Особистий внесок Сидора В.Б. полягає в формулюванні математичної задачі фільтраційних деформацій при змінній інтенсивності стоку, аналіз осадження суфозійних часток. Поляков В.Л., Сидор В.Б. Розрахунок виносу суфозійних частинок до гончарного дренажу // Проблеми водопостачання, водовідведення та гідравліки. – Київ: 2006, вип.6. – С.124-133.
Особистий внесок Сидора В.Б. полягає в розробці методики виносу суфозійних часток в систему водоприймальних елементів в конкретних умовах. Сидор В.Б. Инженерные расчеты внешней суффозии, вызванной действием малого сферического стока // Проблеми водопостачання, водовідведення та гідравліки. – Вип.8. – К., - 2007. – С. Поляков В.Л., Сидор В.Б. О фильтрационных деформациях при дренировании несвязных грунтов // Труди міжнародної науково-практичної конференції „Сучасні проблеми охорони довкілля, раціонального використання водних ресурсів та очистки природних стічних вод” / Товариство „Знання” України. – Миргород. – 2004. – С.116-118.
Особистий внесок Сидора В.Б. полягає в аналізі динаміки виносу не структурних часток в дренажні пристрої. Поляков В.Л., Сидор В.Б. Математичне моделювання зовнішньої суфозії в несв’язних грунтах, обумовленої дією стоку (дрени) // Труди ХІ Всеукраїнської наукової конференції „Сучасні проблеми математики та інформатики” / Видавництво ЛНУ ім. І.Франко. – Львів. – 2004. – С.122.
Особистий внесок Сидора В.Б. полягає в побудові наближених розв’язків задачі зовнішньої суфозії в незв’язних ґрунтах на фоні малого стоку. Поляков В.Л., Сидор В.Б. Моделирование фильтрационных деформаций, инициированных дренажами, и его применение в инженерной практике // Труди міжнародної науково-практичної конференції „Сучасні проблеми охорони довкілля, раціонального використання водних ресурсів та очистки природних стічних вод / Товариство „Знання” України. – Миргород. – 2006. – С.112-115.
Особистий внесок Сидора В.Б. полягає у визначенні компоненти загального фільтраційного опору, яка обумовлена зовнішньою суфозією. |
