WYKŁAD VII - 24.11.2010
Sufozja - termin przyjęty od Rosjan (1898 r.) - mechaniczne oddziaływanie potoków wód podziemnych na szkielet mineralny gruntów. Zmiany teksturalne i strukturalne są wywoływane ciśnieniem hydrodynamicznym (spływowym) wód podziemnych.
Etapy sufozji w gruntach sypkich:
Sufozja sufozja progresywna erozja wewnętrzna upłynnienie (fluidyzacja)
Etapy sufozji w gruntach spoistych:
Sufozja przebicie hydrauliczne wyparcie hydrauliczne upłynnienie (fluidyzacja)
Sufozja to selektywne usuwanie z gruntów lub przemieszczenie w obrębie gruntu drobniejszych cząstek lub ziaren jego szkieletu mineralnego pod wpływem przepływającej przez grunt wody. (rys.1)
Sufozję dzielimy na sufozję mechaniczną, chemiczną i chemiczno-mechaniczną.
Sufozja (ze względu na miejsce występowania) - sufozja wewnątrzwarstwowa (śródwarstwowa), międzywarstwowa (kontaktowa) oraz kolmatacja. (rys.2)
Przebicie hydrauliczne - zjawisko tworzenia się kanału (przewodu) w masie gruntowej, wypełnionego gruntem o naruszonej strukturze (w końcowej fazie zjawiska - zawiesiną), łączącego miejsca o wyższym i niższym ciśnieniu wody w porach. Na powierzchni terenu przebicie hydrauliczne jest widoczne w postaci źródła. Zjawisko przebicia występuje przeważnie w gruntach mało spoistych podścielonych gruntami przepuszczalnymi. (rys.3)
Wyparcie gruntu (hydrauliczne) - zjawisko polega na przesunięciu pewnej objętości gruntu (często wraz z obciążającymi ją elementami ubezpieczeń). Wyparta masa powiększa swoją objętość i porowatość. Zjawisko wyparcia może występować nie tylko w kierunku pionowym do góry, lecz również poziomo w podłożu budowli piętrzących wodę, a niekiedy również w kierunku do dołu. (rys.4)
Sufozja - przeciwdziałanie:
Zwiększanie drogi wody
Odwodnienie z wykopów budowlanych
Drenaż opaskowy wokół inwestycji
Właściwe dogęszczenie gruntu
Kurzawkowe upłynnienie soczewy piasku. Kurzawkowość - zdolność gruntów nasyconych wodą do przechodzenia w stan ruchomy po odsłonięciu ich w wyrobisku.
Kurzawki w otworze wiertniczym lub w szybie:
Rozcięcie warstwy o właściwościach kurzawkowych
Przyspieszenie upłynnienia przez siłę ssącą łyżki wiertniczej
Zmiana pozycji kurzawki po wyjęciu łyżki wiertniczej
Konieczność powtórnego dowiercenia się do dna otworu
Blokowanie łyżki wiertniczej przed wyjęciem z otworu
Radzenie sobie z kurzawkami:
Wstrzykiwanie czep gipsowych
Cebertyzacja
Sylikatyzacja
Upłynnianie gruntów - możliwość eliminowania z gruntów cząstek i ziaren stanowiących jego szkielet mierzalny pod wpływem płynącej wody, przy jej odpowiedniej prędkości (upłynniająco-krytyczny spadek hydrauliczny).
W gruntach obciążanych dynamicznie (np. potrząsanych w trakcie trzęsień ziemi) upłynnienie może zachodzić przy niskiej wartości spadku hydraulicznego, z uwagi na zmniejszenie oporu bezwładności cząstek lub ziaren gruntu i łatwiejszemu ich przemieszczeniu.
U (wsp. nierówn. uziarni.) |
Spadek hydrauliczny |
|
|
Sufozja krytyczna |
Upłynnienie krytyczne |
15 |
0,5-1,4 |
1,4 |
12 |
1,3-2,5 |
2-3 |
7 |
1,5-3 |
3-3,5 |
5 |
1,7-3 |
2-4 |