Фильтрация в грунтах

Грунты, скальные и нескальные, состоят из дискретных элементов, между которыми могут фильтроваться жидкости и газы.

Фильтрация определяет ход большинства природных и антропогенных процессов, изучаемых в инженерной геологии. Состав и состояние подземных вод в грунтах определяют свойства грунтовых массивов, поэтому изучение подземных вод и их динамики является необходимой частью инженерно-геологического изучения геологической среды.

Подземные воды, другие жидкости, а также газы в земной коре заключены и движутся в порах, трещинах и крупных пустотах суффозионного, карстового или иного происхождения.

Расстояние между порами измеряется единицами или долями миллиметров, между трещинами - десятками сантиметров и метрами, в неоднородных трещиноватых массивах расстояния между каналами фильтрации составляют десятки и сотни метров. Это заставляет в практике инженерно-геологических расчетов и исследований по-разному моделировать пористые, трещиноватые массивы.

Нескальные песчаные и песчано-глинистые грунты, как правило, лишены трещин. Фильтрация идет по мелким порам, расстояние между которыми на много порядков меньше размера инженерных сооружений. Это в большинстве задач позволяет моделировать нескальные грунты сплошной водопроницаемой средой. Модель сплошной среды принята в классической теории фильтрации и успешно применяется более 100 лет.

По условию математического анализа среда модели однородна и не меняет параметров до бесконечно малых объемов. Это математическое условие может входить в противоречие с геологической реальностью при анализе фильтрации в малых объемах грунта, близких по размеру к отдельным каналам фильтрации. Таким образом, область применения модели сплошной среды ограничена расчетом процессов, протекающих в больших объемах грунта и около крупных сооружений.