2
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ...............................................5
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ДИФФУЗИОННО-ОСМОТИЧЕСКИХ СВОЙСТВАХ ДИСПЕСРНЫХ ГРУНТОВ.............................. 10
1.1. Основные понятия о диффузионно-осмотических
явлениях в дисперсных системах.....................10
1.1.1. Диффузия...................................10
1.1.2. Осмос......................................20
1.2. Совместное влияние диффузии и осмоса..............26
Выводы к главе 1 и постановка задач исследований.......29
Г ЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЫ
ГОМЕЛЬСКОГО ПРОМЫШЕЛ ИНОГО РАЙОНА 31
2.1. Инженерно-геологические условия...................31
2.2. Изменения геологической среды Гомельского промрайона под влиянием техногенного химического загрязнения...................................38
2.2.1. Источники химического загрязнения..........38
2.2.2. Результаты химического воздействия.........42
Выводы к главе 2.......................................48
ГЛАВА 3. ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
ИССЛЕДУЕМЫХ ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ......................53
3.1. Выбор образцов для исследований...................53
3.2. Методика отбора и изучения инженерно-геологических особенностей исследуемых грунтов.............56
3.3. Состав, строение и свойства исследуемых грунов....56
3.3.1. Минеральные и структурно-текстурные
особенности.......................................56
3.3.2. Особенности физических и физико-химических
свойств...........................................74
Выводы к главе 3.......................................77
ГЛАВА 4. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ ДИФФУЗИОННООСМОТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ГЛИНИСТЫХ ГРУНТАХ....................................................79
4.1. Методика экспериментального изучения диффузионно-осмотических процессов в глинистых грунтах в диффузионно-осмотической ячейке.....................79
4.1.1. Устройство прибора для измерения диффузионно-осмотических параметров фунтов...........79
4.1.2. Постановка эксперимента....................81
4.1.3. Обработка результатов эксперимента.........82
1
4.2. Методика экспериментального изучения диффузионно-осмотических процессов в глинистых
фунтах в полуограниченной трубке......................84
4.2.1. Постановка эксперимента......................84
4.2.2. Обработка результатов эксперимента...........84
4.3. Методика прогнозных расчетов диффузионноосмотических процессов...................................86
4.3.1. Теория вопроса...............................86
4.3.2. Краткое описание алгоритма...................90
4.4. Методика экспериментального изучения конвективнодисперсионного переноса в глинистых грунтах..............91
4.4.1. Постановка эксперимента......................93
4.4.2. Обработка результатов экспериментов .........95
Выводы к главе 4..........................................96
ГЛАВА 5. ОСОБЕННОСТИ ДИФФУЗИОННО-ОСМОТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ГЛИНИСТЫХ ГРУНТАХ ПРИ МИГРАЦИИ ИОНОВ РАЗЛИЧНЫХ СОЛЕЙ 98
5.1. Влияние минерального состава.........................98
5.2. Влияние структурных особенностей г рунтов...........106
5.3. Влияние влажности-плотности.........................116
5.4. Влияние вида электролита............................118
5.5. Типизация глинистых фунтов Гомельского промышленного района по диффузионноосмотической проницаемости ионов элекгро-
литов................................................124
Выводы к главе 5.........................................125
Г ЛАВА 6. МИГРАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ ПЕРЕНОСА ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ В ГЛИНИСТЫХ ГРУНТАХ 130
6.1. Прогнозные расчеты миграции ионов электролитов в глинистых грунтах при наличии встречного осмотического потока в лабораторных условиях..................130
6.2. Исследование на математических моделях закономерностей техногенного загрязнения подземных вод на участке Гомельского химического завода..................131
6.2.1. Схематизация гидрогеологических условий 138
6.2.2. Решение миграционной задачи.................141
6.3. Прогноз изменения качества подземных вод
на водозаборах г.Гомеля..............................144
6.3.1. Характерные условия загрязнения подземных вод на участке водозабора г.Гомеля и миграционная схематизация.................................144
6.3.2. Результаты прогноза.........................146
Выводы к главе 6.........................................152
[ *
Таблица 1.1
Зависимость коэффициента молекулярной диффузии растворов наиболее распространенных в природных водах солей от их концентраций в воде при температуре 25°С, КГЧг/суг, по [46]
Соль Койнам раним расі воров, кмоль/м'
О.ООІ 0.005 0.01 0 05 (». 1 0.5 1 о 3.0
СаС’Ь 1.249 1.179 - 1.21 II 10 1.140 1.203 1.265
МйСЬ 1 1X7 - - - - - - -
.Ма:ЬО, 1.175 1 125 - - - - - -
МаСТ 1.5X5 1.560 1 545 1 507 1 4X3 1 474 1.4*4 1.565
ИаМОЛ - 1.510 1 50 3 - - - - -
КСІ 1.904 1 917 1.934 1.864 1.844 1.850 1.892 2.112
КМОх 1.899 I 846 1 866 - - - - -
Таблица 1.2
Коэффициенты молекулярной диффузии растворов солей в дисперсных породах, по [46,68]
Порола Пористость, доли сд Соль Концентрация раствора, кмоль/.м' Температура. С Коэффициент диффузии. КГкГ/сут
Бентонитовая глина 0.645 N801 насыщенный - 0 914
Каолинитоваи глина 0.590 !МаС1 насыщенный 22 0 885
Хвалы некая глина 0.534 КаСІ насыщенный 22 0.780
Моренная глина - СаСЬ 0 75 22 0.152
Тяжелый лессовидный с\ глинок 0.289 N001 насыщенный - 0.834
Моренный суглинок 0.1% НаС1 насыщенный - 0.475
Лесе 0.222 N801 насыщенный - 0.670
Іґ.
л вами породы (пористостью, извилистостью), и прочих структурных факторов, влияющих на характер порового пространства, рассмат-)ивалось в работах Дж.Клинкенберга, З.М.Товбиной, Г.А.Дксельруда, VI.А.Альтшулера и др. |2,137,138,158]. При определении скорости аиффузии в пористой среде величина О, в отличие от диффузии в свободной жидкости П0, будет представлять собой эффективный коэффициент и определяться уравнением 134]:
ПМ|~лх П„, (1.6)
де н - пористость; х ■ коэффициент извилистости, учитывающий изви-Iистость норовых и трещинных каналов; Г)(, - коэффициент молекулярной диффузии в свободном объеме. Лля пористых сред величина коэффициентах определяется приближенной (формулой Викке|164]:
Х = (1-(1-п)2/')/п. (1.7)
К.Дакшииамурти [39], сравнивая измеренные коэффициенты чиффузии брома в каолине, бентоните и почвах с коэффициентом диффузии Вг в свободном растворе, рассчитал коэффициент извилистости х-эн оказался равным приблизительно 0,7. Д.К.Кремер и др.[159] по результатам полевых исследований диффузии газов в грушах зоны аэрации с использованием типовых кривых, построенных по аналитическому решению уравнения трехмерной диффузии из стационарного і очечного источника в отсутствие конвекции, рассчитали параметр извилисчости песчаных пород, который оказался равен 0,4. Дж.Клиикенберг [158] и другие авторы [34,155] на основе аналогии между диффузией в пористой среде и ее электропроводностью получили ряд значений х для различных пород. В несцементированных породах Х=0,61-0,63, в сцементированных песчаниках и трещиноватых известняках х=0,28-0,50. Существенно более низкие значения х Д-ия сцементированных пород объясняются большим процентом тупиковых нор Значения у были получены Р.И.Злочевской и В. А.Королевым [65] для глин разного состава и степени уплотнения. Этот коэффициент менялся в пределах от 1,5 до 4,0.
Рассматривая диффузионный перенос вещества в капиллярно-пористых и коллоидных телах, Г.А.Аксельруд и М.А.Альтшулер [2] отмечают, что уменьшение коэффициента диффузии связано с увеличением числа и размера неподвижных инертных частиц, стоящих на пути диффузионного потока. Они указывают и на другую причину ослабления диффузии - тормозящее влияние стенок капилляра. Эго влияние становится тем больше, чем меньше размер диффундирующих молекул г отличается от поперечного размера Р капилляра (г«Р).
- Київ+380960830922