Издаётся с сентября 1923 года
DOI: 10.33622/0869-7019
Russian Science Citation Index (RSCI) на платформе Web of Science


  • ВОДОСНАБЖЕНИЕ, КАНАЛИЗАЦИЯ, СТРОИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ ОХРАНЫ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ
  • Моделирование фильтрации раствора в пористой среде
  • УДК 624.131
    Юрий Викторович ОСИПОВ, кандидат физико-математических наук, доцент, e-mail: OsipovYV@mgsu.ru
    Юлия Германовна ЖЕГЛОВА, e-mail: JeglovaYUG@mgsu.ru
    ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет», 129337 Москва, Ярославское ш., 26
    Аннотация. Укрепление грунта и создание влагонепроницаемых перегородок - важный этап строительства подземных хранилищ токсичных и радиоактивных отходов. Закаченный под давлением раствор бентонита глубоко проникает в пористую среду, расширяется, впитывая воду, закупоривает поры горной породы и образует водонепроницаемый слой. Рассматривается модель фильтрации суспензии с несколькими геометрическими механизмами блокирования пор, действующими одновременно. Поры малых размеров запираются одиночными частицами. Если размер поры превосходит диаметр частиц, то она может быть заблокирована устойчивыми конструкциями из нескольких частиц различной конфигурации. Построена математическая модель одномерной фильтрации монодисперсной суспензии с несколькими механизмами запирания пор различных размеров. Для малых коэффициентов фильтрации построены глобальные асимптотические решения. Подробно изучена базовая модель с двумя механизмами запирания пор. Аналитические решения сравниваются с результатами численного моделирования. Исследованы области применимости различных типов асимптотики.
    Ключевые слова: пористая порода, фильтрация, блокировка пор, сводовая перемычка, аналитическое решение.
  • ЛИТЕРАТУРА
    1. Yoon J., Chadi S. El Mohtar. Groutability of granular soils using bentonite grout based on filtration model [Укрепление гранулированной почвы раствором бентонита на основе модели фильтрации]. Transport in Porous Media, 2014, no. 102(3), pp. 365-385.
    2. Herzig J. P., Leclerc D. M., Legoff P. Flow of suspensions through porous media - application to deep filtration [Поток суспензий через пористые среды - применение к глубинной фильтрации] Industrial & Engineering Chemistry, 1970, no. 62, pp. 8-35.
    3. Elimelech M., et al. Particle deposition and aggregation: measurement, modelling and simulation [Осаждение и агрегация частиц: измерение, моделирование и симуляция]. Butterworth-Heinemann, New York, 2013.
    4. Chrysikopoulos C. V., Syngouna V. I. Effect of gravity on colloid transport through water-saturated columns packed with glass beads: modeling and experiments [Влияние гравитации на перемещение коллоидов через насыщенные водой колонны со стеклянными шариками: моделирование и эксперименты]. Journal of Environmental Science and Technology, 2014, no. 48, pp. 6805-6813.
    5. Martins-Costa M. L., et al. A hyperbolic mathematical modeling for describing the transition saturated/unsaturated in a rigid porous medium [Гиперболическое математическое моделирование для описания перехода, насыщенного / ненасыщенного состояния в жесткой пористой среде]. International Journal of Non-Linear Mechanics, 2017, no. 95, pp. 168-177.
    6. Ikni T., et al. Particle transport within water-saturated porous media: Effect of pore size on retention kinetics and size selection [Транспортировка частиц в водонасыщенных пористых средах: влияние размера пор на кинетику удерживания и выбор размера частиц]. Comptes Rendus Geoscience, 2013, no. 345, pp. 392-400.
    7. Bashtani F., Ayatollahi S., Habibi A., Masihi M. Permeability reduction of membranes during particulate suspension flow; analytical micro model of size exclusion mechanism [Снижение проницаемости мембран потоком частиц суспензии; аналитическая микромодель размерного механизма]. Journal of Membrane Science, 2013, no. 435, pp. 155-164.
    8. Ramachandran V., Fogler H. S. Plugging by hydrodynamic bridging during flow of stable colloidal particles within cylindrical pores [Запирание гидродинамическими сводовыми перемычками при течении стабильных коллоидных частиц в цилиндрических порах]. Journal of Fluid Mechanics, 1999, no. 385, pp. 129-156.
    9. Guedes R. G., et al. Deep bed filtration under multiple particle-capture mechanisms [Глубинная фильтрация с несколькими механизмами захвата частиц]. SPE Journal, 2009, no. 14(3). DOI: 10.2118/98623-PA.
    10. Kuzmina L. I., Osipov Yu V., Zheglova Yu. G. Analytical model for deep bed filtration with multiple mechanisms of particle capture [Аналитическая модель глубинной фильтрации с множественными механизмами захвата частиц]. International Journal of Non-Linear Mechanics, 2018, no. 105, pp. 242-248.
    11. Bedrikovetsky P. G., et al. Characterization of deep bed filtration system from laboratory pressure drop measurements [Характеристика системы глубинной фильтрации по лабораторным измерениям перепада давления]. Journal of Petroleum Science and Engineering, 2001, no. 32(3), pp. 167-177.
  • Для цитирования: Осипов Ю. В., Жеглова Ю. Г. Моделирование фильтрации раствора в пористой породе // Промышленное и гражданское строительство. 2018. № 11. С. 75-80.

НАЗАД