Официальное издание Межправительственного совета по сотрудничеству в строительной деятельности стран СНГ
Бюллетень Строительной Техники. Журнал издается с 1944 г.

Ежемесячный научно-технический, производственный иллюстрированный журнал материалов по техническому регулированию в строительстве Межправительственного совета по сотрудничеству в строительной деятельности стран СНГ
Журнал "БСТ" N1 (2019г.)Журнал "БСТ" N1 (2019г.)
Свежий номер
О журнале
Об издательстве
В Межправительственном совете стран  СНГ
Обсуждаем проекты нормативных документов
Стандарты НОСТРОЙ
Архив
Подписка
Контакты
English version


Выставки

Подробнее

Новости

Четырнадцатая межрегиональная специализированная выставка
Подробнее
НОВОСТИ НЕДЕЛИ
Подробнее
 
 

УДК 519:532.546.2

Перенос частиц в пористом грунте

Ю.В. Осипов, доцент кафедры прикладной математики, кандидат физико­математических наук, доцент;
С.П. Зоткин, доцент кафедры прикладной математики, кандидат технических наук, доцент
ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный
университет» (НИУ МГСУ)

Аннотация. Строительство сооружений на непрочном рыхлом грунте требует предварительных мер по укреплению основания. Одним из методов создания прочного основания является закачка в пористый грунт жидкого бетонного раствора под давлением. Жидкий раствор с зернами бетона распространяется в порах породы и, застывая, укрепляет грунт. Задача фильтрации суспензии в пористой среде изучает перенос и осаждение малых твердых частиц, движущихся в потоке жидкости в пористом грунте. Рассматривается модель фильтрации частиц, основанная на механико­геометрическом взаимодействии частиц с пористой средой: частицы свободно проходят через поры большого диаметра и застревают в горловине пор, размеры которых меньше диаметра частиц. В пористую среду, не содержащую взвешенных и осажденных частиц, закачивается суспензия с постоянной концентрацией взвешенных частиц. Фронт концентраций взвешенных и осажденных частиц движется с постоянной скоростью от входа к выходу пористой среды. На фронте концентрация взвешенных частиц имеет разрыв. Наиболее интенсивно фильтрация и образование осадка происходят у входа пористой среды. Задача долговременной глубинной фильтрации монодисперсной суспензии в одномерной пористой среде описывается гиперболической квазилинейной системой уравнений первого порядка. Это уравнение массообмена взвешенных и осажденных частиц и уравнение кинетического роста осадка. Предполагается, что скорость роста осадка пропорциональна концентрации взвешенных частиц суспензии. В работе строится асимптотическое решение задачи вблизи входа пористой среды. Малым параметром асимптотического разложения служит расстояние от входа. Для апробации асимптотического решения производится сравнение асимптотики с точным решением для линейного коэффициента фильтрации. Численные расчеты показывают, что с ростом числа членов асимптотики ее точность существенно улучшается.
Ключевые слова: фильтрация, суспензия, пористая среда, взвешенные и осажденные частицы, коэффициент фильтрации, асимптотика.

Transfer of Particles in a Porous Medium

Y. V. Osipov, Associate professor of the Department of applied
mathematics, candidate of phys. and math. sciences, Associate professor;
S.P. Zotkin, Associate professor of the Department of applied
mathematics, candidate of tech. sciences, Associate professor
Moscow State University of Civil Engineering
(National Research University)

Abstract. Construction of buildings and structures on loose ground requires preliminary measures to strengthen the base. One of the methods for creating a solid foundation is to inject a liquid concrete solution into the porous soil under pressure. A fluid with concrete grains spreads in the pores of the rock and, solidifying, strengthens the soil. The problem of suspension filtration in a porous medium is studying the transfer and deposition of small solid particles transported by the fluid flow in a porous soil. A filtration model, based on the size­exclusion mechanism of particles capture in a porous medium, is considered: the particles freely pass through large­diameter pores and get stuck in the pore throats, smaller than the particles diameter. A suspension with a constant concentration of suspended particles is injected into the porous medium that does not contain any suspended and retained particles. The concentrations front of the suspended and retained particles moves at a constant velocity from the inlet to the outlet of the porous medium. At the front, the concentration of suspended particles has a discontinuity. The most intensive filtration and particles deposition occur at the porous medium inlet. Deep bed filtration of a monodisperse suspension in a porous medium is described by a hyperbolic quasilinear system of the first­order equations ­ the equation of the mass transfer of suspended and retained particles and the equation of kinetic deposit growth rate. It is assumed that the growth rate of the deposit is proportional to the concentration of suspended particles in the suspension. In this paper an asymptotic solution near the porous medium inlet is constructed. The distance from the inlet serves as a small parameter of the asymptotic expansion. The asymptotic solution is compared with the exact solution for the linear filtration coefficient. Numerical calculations show that as the number of asymptotic terms increases, its accuracy improves significantly.
Key words: filtration, suspension, porous medium, suspended and retained particles, filtration coefficient, asymptotics.


 
www.fele.ru Сделано в студии
web-дизайна "fele"
http://www.minstroyrf.ru/
http://vak.ed.gov.ru/87
Российский союз строителей Российский союз строителей
www.omorrss.ru
БСТ © Издательство "БСТ"
e-mail: bstmag@co.ru