М.10.10. Что представляет собой коэффициент консолидации, на что он указывает и какую имеет размерность?

Коэффициент консолидации

и имеет размерность м²/с. Он указывает на скорость прохождения процесса консолидации  чем больше коэффициент консолидации, тем быстрее она проходит.

М.10.11*. Какой порядок имеет уравнение фильтрационной консолидации и к какому типу дифференциальных уравнений оно принадлежит?

Уравнение Фурье линейное, второго порядка и параболического типа. Оно является уравнением, описывающим нестационарный процесс, так как содержит время.

М.10.12*. В чем состоит метод Фурье решения уравнения теории фильтрационной консолидации?

Метод Фурье состоит в следующем. Поскольку основное уравнение линейное и содержит два переменных аргумента (координаты и время), то решением его будет сумма частных решений. Частные решения отыскиваются в виде произведения двух неизвестных функций  одной от координаты, другой от времени. В результате мы получаем уравнение, распадающееся на два обыкновенных дифференциальных уравнения, которые легко интегрируются. Дальнейшая задача связана с определением постоянных интегрирования исходя из граничных и начального условий.

М.10.13*. Какие граничные и начальное условия ставятся для слоя глинистого грунта?

Начальное условие: при t = 0 имеем p=p_пор, а p_эфф = 0, то есть в первый момент все давление передается на воду, а на скелет не передается.

Граничные условия в задаче о слое грунта, лежащем на водоупоре, сводятся к тому, что: 1) на верхней границе полное давление равно эффективному, то есть при z = 0 и t>0 имеем p_эфф = p, p_пор = 0; 2) на нижней границе имеем нулевой градиент, то есть при z = h имеем

М.10.14*. В чем заключается некорректность в постановке граничных условий для слоя глинистого грунта?

Незначительная некорректность заключается в рассмотрении начального момента времени t = 0 и верхней границы z = 0. С одной стороны, исходя из начального условия при t = 0 на верхней границе p_пор = p, но в то же время на верхней границе при z = 0 должно быть p_эфф = p. Поэтому приходится граничное условие рассматривать при t>0, но не при t = 0.

М.10.15. Что представляет собою фактор времени и какую он имеет размерность?

Фактор времени  , он является безразмерной величиной.

М.10.16. Что представляет собою степень консолидации, на что она указывает, в каких пределах изменяется и какова ее размерность?

Степень консолидации U указывает на то, какая часть полной осадки произошла к данному моменту времени. Степень консолидации безразмерна и изменяется от нуля (при t = 0) до единицы (при t =  ).

М.10.17. Каким образом следует вести расчет по теории фильтрационной консолидации, чтобы воспользоваться готовыми таблицами?

Следует найти, задаваясь степенью консолидации U, по таблице величину фактора времени N и далее по формуле по Nнайти соответствующую величину времени t. Таким образом вычисления сильно упрощаются.

М.10.18. Каким образом изменяется время консолидации для двух слоев различной толщины при одной и той же степени консолидации?

В этом случае отношение времен оказывается пропорциональным отношению квадратов высот (так как U одно и то же, то иN одно и то же), следовательно, если отношение высот равно 10, то время для достижения одной и той же степени консолидации будет не в 10, а в 100 раз больше.

М.10.19. Каким образом ползучесть грунта влияет на осадку глинистого грунта во времени?

Учет ползучести скелета грунта обычно изменяет процесс протекания осадки грунта во времени. В частности, если грунт не полностью водонасыщен, то порового давления почти не возникает. В маловодонасыщенном грунте влага при его сжатии перемещается вместе со скелетом и поровое давление практически отсутствует. Сжатие  относительная деформация в слое происходит во всех точках одинаково, а скорость общей осадки прямо пропорциональна толщине слоя. Ползучесть скелета затягивает процесс деформирования.

При полностью водонасыщенном грунте относительная деформация разная в различных точках по глубине слоя. Она зависит от времени и координаты точки. Ползучесть увеличивает при этом поровое давление по сравнению с тем, когда ее нет, и деформации в скелете считаются происходящими мгновенно, как в модели грунтовой массы. Осадка при проявлении ползучести будет происходить более медленно, чем без нее.