Новый метод определения коэффициента проницаемости пористых сред для оценки свойств грунта на примере Арктического региона

Коэффициент проницаемости напрямую влияет на скорость фильтрации воды в грунте; значения скоростей фильтрации, в свою очередь, во многом определяют конструкцию и материалы [1], применяемые при возведении подземных или заглубленных в грунт сооружений. Существует ряд методов, [2] позволяющих определить коэффициент проницаемости экспериментальными способами, однако, полученные значения имеют высокую дисперсию - результаты могут отличаться вплоть до третьего порядка, что объясняется использованием разного оборудования, техникой подготовки и текстурой исследуемых образцов, недостаточным количеством тестовых образцов, погрешностями приложенного давления, локальными неоднородностями и т.п. Большинство названных факторов не имеют значимости в вычислительном эксперименте, в связи с чем предлагаемый подход определения проницаемости среды основан на методе решетчатых уравнений Больцмана (LBM). В итоге экспериментальным путем была определена зависимость проницаемости среды от коэффициента пористости на микроуровне. Впоследствии найденный закон сравнивался с результатами аналитического решения. Представленный метод имеет высокую практическую ценность, поскольку может использоваться для определения характеристик грунта при оценке перспектив построения на нём инженерных сооружений, зданий и т.п. В частности, критическое значение имеет оценка свойств грунта в Арктике, где оттаивание грунта приводит к изменениям его поведения и влиянию на строительные объекты, размещаемые в данных районах.