Влияние состава и концентрации растворов солей на фильтрационные особенности глинистых грунтов

Королёв Владимир Александрович

Профессор кафедры инженерной и экологической геологии геологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова, д. г.-м. н.

va-korolev@bk.ru

Фазылов Айрат Мухарамович

Аспирант кафедры инженерной и экологической геологии геологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова

Скачать препринт

Представлен аналитический обзор исследований по вопросам влияния состава и концентрации водных растворов различных солей на фильтрационные свойства глинистых грунтов. Показано, что в зависимости от минерального типа глин, минерализации и состава фильтрующихся водных растворов солей и поглощенных катионов коэффициенты проницаемости и фильтрации глин могут меняться в несколько раз или даже на несколько десятичных порядков, что необходимо учитывать при строительстве защитных дамб с глиняным ядром, шламонакопителей и хвостохранилищ.

DOI: 10.58339/2949-0677-2023-5-1-6-18

УДК: 550.84.04

Финансирование: Нет информации

Ссылка для цитирования: Королев В.А., Фазылов А.М. Влияние состава и концентрации растворов солей на фильтрационные особенности глинистых грунтов // Геоинфо, 2023, № 1, С. 6–18 doi:10.58339/2949-0677-2023-5-1-6-18

Статья в РИНЦ: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=50348943

Ключевые слова: глинистый грунт; фильтрация; проницаемость; растворы солей; защитные дамбы

Список литературы

Филатов М.М. Стабилизация дорожных грунтов прогревом, солями, битуминозными детевыми и другими материалами // Стабилизация грунтов. М.: Изд-во Гушосдор, 1938. С. 5–33.
Морозов С.С., Полтев Н.Ф. , Самойлов В.Г. К вопросу создания водоемов в ЦЧО на сильнофильтрующих грунтах // Вестник МГУ. Сер. физ-мат. и естеств. наук. 1951. Вып. 8, № 12.
Шаврыгин П.И. Физические свойства почв в зависимости от состава поглощенных оснований // Труды Почвенного института им. В.В. Докучаева. 1936. С. 51–99.
Шаврыгин П.И. Солевой режим почв и почвенных растворов центральной части Барабы // Труды Почвенного института АН СССР. 1954. Т. 42. С. 104–171.
Mitchell J.K. Fundamentals of soil behavior (2nd ed.). New York: Wiley, 1993. P. 236–271.
Брилинг И.А. Фильтрация в глинистых породах: обзор. М.: ВИЭМС, 1984. 57 с.
Дашко Р.Э. Инженерно-геологический анализ и оценка водонасыщенных глинистых пород как оснований сооружений. С.-Пб.: Геореконструкция, 2015. 382 с.
Жиленков В.Н. Водопроницаемость экранов из глинистых грунтов (опытные исследования) // Материалы Всесоюзных научно-технических совещаний «Фильтрационные исследования и расчеты при проектировании гидротехнических сооружений», Нарва, 18–20 мая 1982 г. Л.: 1983. С. 119–127.
Мироненко В.А., Румынин В.Г., Учаев В.К. Охрана подземных вод в горнодобывающих районах. Л.: Недра, 1980. 320 с.
Морозов С.С., Самойлов В.Г., Лужина Л.Г. Создание водо- и растворонепроницаемых экранов из дисперсных грунтов известкованием // Труды совещания по теоретическим основам технической мелиорации грунтов, 1–4 февраля 1960 г. М.: Изд-во МГУ, 1961. С. 216–224.
Морозов С.С., Васильева В.И., Дьячкова Н.Г. Изменение микроагрегатного состава и физико-механических свойств грунтов при взаимодействии с растворами солей, кислот и щелочей // Вопросы инженерной геологии и грунтоведения. Вып. 2. М.: Изд-во МГУ, 1968. С. 401–415.
Павилонский В.М. Изменение проницаемости суглинка при длительной фильтрации растворов едкого натра // Труды ВОДГЕО. 1977. Вып. 68. С. 6–9.
Павилонский В.М. Изменение проницаемости уплотненных глинистых грунтов в процессе долговременной фильтрации растворов электролитов // Труды ВСЕГИНГЕО. М., 1983. Вып. 152. С. 86–96.
Скворцов Н.П. Результаты исследования начального градиента фильтрации в глинах // Труды ВСЕГИНГЕО. М.: 1983. Вып. 152. С. 66–75.
Скворцов Н.П. Изучение влияния гидрохимических условий на проницаемость глинистых водоупоров в связи с оценкой защищенности подземных вод от загрязнений // Тезисы докладов Всесоюзного совещания «Использование и охрана подземных вод Урала». Свердловск, 1983. С. 72–74.
Попов В.Г., Абдрахманов Р.Ф Ионообменная концепция в генетической гидрогеохимии / под ред. В.Г. Попова. Уфа: Гилем, Башкирская энциклопедия, 2013. 356 с.
Габибов Ф.Г. Теория и практика улучшения свойств структурно-неустойчивых глинистых грунтов при решении геотехнических и инженерно-геоэкологических проблем. Баку: Элм, 2011. 422 с.
Сунцов М.А. О фильтрации воды в структурных глинистых породах // Гидрогеохимические минералы. М.: Изд-во АН СССР, 1963. С. 62–76.
Березкина Г.М. Влияние структуры и текстуры глинистых пород на процесс фильтрации. Объекты и методика исследований // Физико-химические процессы в глинистых породах. М.; Изд-во МГУ, 1980. С. 100–142.
Гольдберг В.М. Исследование фильтрации в глинах с учетом влияния на этот процесс физико-химических и термодинамических условий // Труды ВСЕГИНГЕО. М., 1983. Вып. 152. С. 6–14.
Мосьяков Е.Ф. Об уплотнении и фильтрационных свойствах глинистых грунтов с различными обменными катионами // Геология и разведка. 1976. №. 9. С. 9–13.
Березкина Г.М., Брилинг И.А., Корякина Н.С., Краснушкин А.В. Экспериментальные исследования движения влаги и солей в глинистых породах // Взаимодействие поверхностного и подземного стока. М.: Изд-во МГУ, 1976. Вып. 4. С. 195–271.
Petrov R.J., Rowe R.K. Geosynthetic clay liner (GCL) – chemical compatibility by hydraulic conductivity testing and factors impacting its performance // Canadian Geotechnical Journal. 1997. Vol. 34. P. 863–885.
Shackelford C.D., Benson C.H., Katsumi T., Edil T.B., Lin L. Evaluating the hydraulic conductivity of GCLs permeated with nonstandard liquids // Geotextiles and Geomembranes. 2000. Vol. 18. P. 133–162.
Jo Y.H., Katsumi T., Benson C.H., Edil T.B. Hydraulic conductivity and swelling of non-preyhydrated GCLs permeated with single-species salt solutions // Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering. ASCE, 2001. Vol. 127. № 7. P. 557–567.
Mishra A.K., Ohtsubo M., Li L., Higashi T., Park J. Effect of salt of various concentrations on liquid limit, and hydraulic conductivity of different soil-bentonite mixtures // Environmental Geology. 2009. Vol. 57. № 5. P. 1145–1153.
Грунтоведение / Трофимов В.Т., Королев В.А., Вознесенский Е.А. и др. М.: Изд-во МГУ, 2005. 1024 с.
Achari G., Joshi R.C., Bentley L.R., Chatterji S. Prediction of the hydraulic conductivity of clays using the electric double layer theory // Canadian Geotechnical Journal. 1999. Vol. 36. P. 783–792.
Гольдберг В.Н., Скворцов Н.П. Проницаемость и фильтрация в глинах. Москва: Недра, 1986. 160 с.
Мосьяков Е.Ф., Мерков Ю.Б. Структурные и фильтрационные изменения глинистых грунтов в шламонакопителях Стерлитамакского содово-цементного комбината // Стратиграфия и корреляция плиоцена и плейстоцена Предуралья. Уфа: БФАН СССР, 1976. С. 79–84.
Баламирзоев А.Г., Зербалиев А.М., Курбанов К.О. Математическое моделирование выщелачивания солей при одномерной фильтрации воды в грунтах конечной толщины // Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. 2016. № 2 (41). С. 118–125.
Монюшко А.М., Пахомов С.П. Основные закономерности, определяющие устойчивость глинистых грунтов к воздействию обводнения и промстоков (по экспериментальным данным) // Инженерная геология. 1985. № 6. С. 35–45.
Thammathiwat A., Chimoye W. Effect of permeant liquid on the swell volume and permeability of geosynthetic clay liners // Electronic Journal of Geotechnical Engineering. 2010. Vol. 15. P. 1183–1197.
Xue Q., Zhang Q., Liu L. Impact of high concentration solutions on hydraulic properties of geosynthetic clay liner materials // Materials. 2012. Vol. 5. P. 2326–2341. URL: doi.org/10.3390/ma5112326.
Bharat T.V., Das P. Effect of inorganic salt solutions on the hydraulic conductivity and diffusion characteristics of compacted clay // Problematic Soils and Geoenvironmental Concerns, Proceedings of IGC 2018. 2020. P. 99–111.