3. Дренирование оснований из водонасыщенных сильносжимаемых грунтов вертикальными дренами

Дрена – искусственная инженерная конструкция, прорезающая определённую часть толщи сильносжимаемых грунтов, служит для отвода воды из указанного дренирующего слоя. В плане дрены могут размещаться по квадратной или треугольной сетке.

Квадратная сетка Треугольная сетка

Рис 1.3. Схемы расположения вертикальных дрен в плане (по квадратной и треугольной сетке).

При квадратной сетке d_е = 1,13d, а при треугольной сетке d_е = 1,05d, где d – это расстояние между осями дрен, м., de-условный диаметр зоны влияния дрены.

Допущение.

Принимается, что поверхность цилиндра очерчивающего дрену d_е водопроницаема, а материал дрены – идеально проницаемый.

Рис. 2.3. Размещение вертикальных дрен по треугольной сетке.

d – расстояние между осями дрен;

d_е – эффективный диаметр дрены (диаметр зоны влияния дрены).

Рис. 3.3. Вертикальное сечение дрены.

Для вертикальных дрен, полностью прорезающих слои водонасыщенного сильносжимаемого грунта при наличии дренирующих слоёв на концах дрен степень консолидации Q_rv определяется с учётом фильтрации воды в радиальном и вертикальном направлении по формуле:

Q_{r v} = 1 - (1 - Q_r) · (1 - Q_v), (1.3)

где Q_v – степень консолидации при фильтрации поровой воды в вертикальном направлении , определяется по графику «Q_v = ƒ (Т_v)»;

Q_r – тоже в радиальном направлении

Q_r = 1 - ехр (8 · Т_r) / F (), (2.3)

где Т_r – фактор времени при фильтрации только в радиальном направлении;

F () – параметр, зависящий от отношения диаметра зоны влияния дрены к её диаметру

= d_е / d_w

Т_r = С_r · t / d_е² , (3.3)

где С_r – коэффициент консолидации при фильтрации поровой воды в радиальном направлении (м² / год);

t – период времени от начала приложения нагрузки (год);

d_е – диаметр зоны влияния дрены (м);

F () =·In - , (4.3)

где - отношение диаметра зоны влияния к диаметру дрены.

При использовании дрен из искусственных материалов значения F () принимается равным 0,025 м, значение степени консолидации Q_r в зависимости от Т_r определяется по таблице 1.3.

Фактор времени Т_r при мгновенном нагружении основания с вертикальными дренами.

Табл. 1.3.

Qr	Тr при v
	3	5	10	15	20	25
0	0	0	0	0	0	0
0,1	0,007	0,012	0,021	0,026	0,030	0,033
0,2	0,014	0,026	0,040	0,055	0,063	0,069
0,3	0,023	0,042	0,070	0,088	0,101	0,110
0,4	0,033	0,060	0,101	0,126	0,144	0,158
0,5	0,045	0,081	0,137	0,171	0,195	0,214
0,6	0,059	0,107	0,181	0,226	0,258	0,283
0,7	0,077	0,141	0,238	0,297	0,339	0,372
0,8	0,103	0,188	0,318	0,397	0,454	0,498
0,9	0,148	0,270	0,454	0,567	0,669	0,712
0,95	0,192	0,351	0,591	0,738	0,844	0,927
0,99	0,296	0,539	0,909	1,135	1,298	1,424