tumnigИзвестия высших учебных заведений. Нефть и газOil and Gas Studies0445-01083033-8174Industrial University of Tyumen10.31660/0445-0108-2019-6-86-95tumnig-798Research ArticleПРОЕКТИРОВАНИЕ, СООРУЖЕНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ СИСТЕМ ТРУБОПРОВОДНОГО ТРАНСПОРТАDESIGNING, CONSTRUCTION AND OPERATION OF PIPELINE TRANSPORT SYSTEMКинетика фильтрационной консолидации водонасыщенных глинистых грунтовKinetics of filtration consolidation of water-saturated clay soilsАгейкинаО. В.AgeikinaO. V.

Агейкина Оксана Владимировна, кандидат химических наук, доцент кафедры общей и специальной химии

Тюмень 

Oksana V. Ageikina, Candidate of Chemistry, Associate Professor at the Department of General and Special Chemistry

Tyumen

berlinao@yandex.ruВоронцовВ. В.VorontsovV. V.

Воронцов Вячеслав Викторович, кандидат технических наук, доцент, директор

Тюмень

Vyacheslav V. Vorontsov, Candidate of Engineering, Associate Professor, Director

Tyumen

СуфьяновР. Р.SufyanovR. R.

Суфьянов Рудольф Рауфович, генеральный директор НИПИ «Нефтегазпроект»

Тюмень

Rudolf R. Sufyanov, General Director of the Research and Design Institute "Neftegazproekt",  Industrial University of Tyumen   

Tyumen

Тюменский индустриальный университетРоссияIndustrial University of TyumenRussian FederationДепартамент образования Администрации города ТюмениРоссияDepartment of Education of Administration of the City of TyumenRussian Federation201913032020068695Copyright © Агейкина О.В., Воронцов В.В., Суфьянов Р.Р., 20202020Агейкина О.В., Воронцов В.В., Суфьянов Р.Р.Ageikina O.V., Vorontsov V.V., Sufyanov R.R.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://tumnig.tyuiu.ru/jour/article/view/798

The relevance of the research processes filtration consolidation due to the place of water-saturated soils in various design solutions related to the exploration, production and transportation of hydrocarbons. It should be noted that the diversity of soils led to the emergence of a wide range of mathematical models, obtained on the basis of generalization of experimental data and various assumptions to simplify engineering calculations. The article presents the results of theoretical and experimental studies of the mathematical model of the consolidation process of a water-saturated porous medium. This model is based on simplifying assumptions that are different from those adopted in well-known solutions. A fundamental approach to the formation of the model was developed on the basis of the kinetic representations of chemical reactions used in solving the environmental problems of epoxidation reactions of olefins. We determined the parameters of the mathematical model of the consolidation process of the saturated porous medium of clayey soil and confirmed its adequacy by the research results. In addition, we established the parameters of the field of non-equilibrium filtration, reducing the nonexistent ability of water-saturated soils.

нефтяные и газовые месторождениякриолитозонаводонасыщенные глинистые грунтыфильтрационная консолидациякинетикаматематическая модельoil and gas fieldspermafrostwater-saturated clay soilsfiltration consolidationkineticsmathematical modelReferencesАгейкина О. В., Агейкин В. Н. Определение параметров транспортных потоков на промысловых дорогах Западной Сибири для экологических расчетов // Проблемы управления речными бассейнами при освоении Сибири и Арктики в контексте глобального изменения климата планеты в XXI веке: сб. докл. XIX Междунар. науч.-практ. конф. (17 марта 2017 г.). Том III. – Тюмень: ТИУ, 2017. – С. 13–17.Ageykina, O. V., & Ageykin, V. N. (2017). Opredelenie parametrov transportnykh potokov na promyslovykh dorogakh Zapadnoy Sibiri dlya ekologicheskikh raschetov. Problemy upravleniya rechnymi basseynami pri osvoenii Sibiri i Arktiki v kontekste global'nogo izmeneniya klimata planety v XXI veke: sbornik dokladov XIX Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii (Tyumen, 17 March 2017). Tyumen, TIU Publ., pp. 13-17. (In Russian).Протодьяконова Н. А. Математическое моделирование деформаций грунта при оттаивании с учетом фильтрационной консолидации: Автореф. дис. канд. физ-мат. наук. – Тюмень, 2007. – 23 с.Protod'yakonova, N. A. (2007). Matematicheskoe modelirovanie deformatsiy grunta pri ottaivanii s uchetom fil'tratsionnoy konsolidatsii. Avtoref. Diss. kand. fizmat. nauk. Tyumen, 23 p. (In Russian).Bavbel E. I., Naumenko A. I., Zhilinsky M. V. Development of the composition of low-cement composite binder to strengthen the local road soils // Sciences of Europe. – 2018. – № 31–1 (31). – P. 43–46.Bavbel, E. I., Naumenko, A. I., Zhilinsky, M. V. (2018). Development of the composition of low-cement composite binder to strengthen the local road soils. Sciences of Europe, (31-1(31)), pp. 43-46. (In English).Laboratory studies to strengthen the local soils of forest roads / E. I. Bavbel [et al.] // Sciences of Europe. – 2018. – №. 31–1 (31). – P. 38–43.Bavbel, E. I., Naumenko, A. I., Cyprus, V. A., & Sinyak, E. S. (2018). Laboratory studies to strengthen the local soils of forest roads. Sciences of Europe, (31-1(31)), pp. 38-43. (In English).Дашко Р. Э. Исследования и анализ процесса консолидации водонасыщенных глинистых грунтов // Грунтоведение. – 2014. – Т. 1. – № 4. – С. 30–53.Dashko, R. E. (2014). Issledovaniya i analiz protsessa konsolidatsii vodonasyshchennykh glinistykh gruntov. Gruntovedenie, 1 (4), pp. 30-53. (In Russian).Агейкина О. В., Агейкин В. Н. Химическая безопасность при использовании карбамидоформальдегидных смол в дорожном строительстве // Актуальные научные и научнотехнические проблемы обеспечения химической безопасности: материалы докл. на IV междунар. конф. (Москва, 17–18 окт. 2018 г.). – М., 2018. – С. 149.Ageykina, O. V., & Ageykin, V. N. (2018). Khimicheskaya bezopasnost' pri ispol'zovanii kar-bamidoformal'degidnykh smol v dorozhnom stroitel'stve. Aktual'nye nauchnye i nauchnotekhnicheskie problemy obespecheniya khimicheskoy bezopasnosti: materialy dokladov na IV mezhdunarodnoy konferentsii (Moscow, October 17–18, 2018), Moscow, pp. 149. (In Russian).Агейкина О. В., Агейкин В. Н. Экологический аспект применения композиционных материалов на основе местных грунтов при обустройстве месторождений Западной Сибири // Материалы докл. на XX междунар. науч.-практ. конф. (Тюмень, 23 марта 2018 г.). Тюмень, 2018. – С. 251–256.Ageykina, O. V., & Ageykin, V. N. (2018). Ekologicheskiy aspekt primeneniya kompozitsionnykh materialov na osnove mestnykh gruntov pri obustroystve mestorozhdeniy Zapadnoy Sibiri. Materialy dokladov na XX mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii (Tyumen, 23 March 2018). Tyumen, pp. 251-256. (In Russian).Востриков К. В., Смолин Ю. П., Клименок А. В. К методике разделения фильтрационной консолидации и ползучести скелета водонасыщенных грунтов // Вестник Сибирского государственного университета путей сообщения. – 2018. – № 3 (46). – С. 70–76.Vostrikov, K. V., Smolin, Yu. P., Klimenok, A. V. (2018). The Separation Technique of Filtration Consolidation and Creep of Saturated Soils Skeleton. The Siberian Transport University Bulletin, (3(46)), pp. 70-76. (In Russian).К определению граничных элементов в рамках модели водонасыщенного грунтового слоя конечной толщины / А. В. Шаповал [и др.] // Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури. – 2012. – № 7–8 (172–173). – С. 57–64.Shapoval, A. V., Holovko, A. S., Tytyakova, E. S., & Andreev, V. S. (2012). K opredelenyyu hranychnykh élementov v ramkakh modely vodonasyshchennoho hruntovoho sloya konechnoy tolshchyny. Visnyk Prydniprovsʹkoyi derzhavnoyi akademiyi budivnytstva ta arkhitektury, (7-8(172-173)), pp. 57-64. (In Russian).Смолин Ю. П., Караулов А. М., Востриков К. В. Решение задачи об определении осадки водонасыщенного анизотропного грунта, уплотняемого в условиях компрессии // Известия высших учебных заведений. Строительство. – 2017. – № 6 (702). – С. 113–121.Smolin, Yu. P., Karaulov, A. M., & Vostrikov, K. V. (2017). Consolidation process of saturated anisotropic clay soil during odometric testing News of higher educational institutions. Construction, (6(702)), pp. 113-121. (In Russian).Соболев А. А. Расчет времени консолидации грунта с учетом фильтрационной анизотропии // Ползуновский альманах. – 2016. – № 3. – С. 215–218.Sobolev, A. A. (2016). Calculation of time consolidation of ground with regard filtration anisotropy. Polzunovskiy al'manakh, (3), pp. 215-218. (In Russian).Агейкина О. В., Метелева Г. П. Исследование кинетических особенностей реакции эпоксидирования циклогексена и аллилхлорида в двухфазных системах // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2015. – № 2–1. – С. 96–100.Ageykina, O. V., & Meteleva, G. P. (2015). The kinetic characteristics of the reaction of epoxidation of cyclohexene and allylchloride in two-phase systems. International Journal of Applied and Fundamental Research, (2-1), pp. 96-100. (In Russian).Берлина О. В. Эпоксидирование непредельных соединений пероксидом водорода в присутствии оксопероксогетерополисоединений переходных металлов (W, Mo, V) и неметаллов (P, As, Si) в условиях межфазного катализа: Автореф. дис. канд. хим. наук. – Тюмень, 2007. – 23 с.Berlina, O. V. (2007). Epoksidirovanie nepredel'nykh soedineniy peroksidom vodoroda v prisutstvii oksoperoksogeteropolisoedineniy perekhodnykh metallov (W, Mo, V) i nemetallov (P, As, Si) v usloviyakh mezhfaznogo kataliza. Аvtoref. Diss. kand. khim. nauk. Tyumen, 23 р. (In Russian).Паничева Л. П., Метелева Г. П., Берлина О. В. Особенности кинетики эпоксидирования непредельных соединений в условиях межфазного катализа // Вестник Тюменского государственного университета. Экология и природопользование. – 2007. – № 3. – С. 94–100.Panicheva, L. P., Meteleva, G. P., & Berlina, O. V. (2007). Osobennosti kinetiki epoksidirovaniya nepredel'nykh soedineniy v usloviyakh mezhfaznogo kataliza. Tyumen State University Herald. Natural Resource Use and Ecology, (3), pp. 94-100. (In Russian).Агейкина О. В., Метелева Г. П. Эпоксидирование олефинов в двухфазных водноорганических системах // Нефть и газ Западной Сибири: материалы докл. на междунар. науч.-техн. конф. (Тюмень, 2–3 ноября 2017 г.). – Тюмень, 2017. – С. 200–201.Ageykina, O. V., & Meteleva G. P. (2017). Epoksidirovanie olefinov v dvukhfaznykh vodno-organicheskikh sistemakh // Neft' i gaz Zapadnoy Sibiri: materialy dokladov na mezhdunarodnoy nauchno-tekhnicheskoy konferentsii (Tyumen, November, 2-3, 2017). Tyumen, pp. 200-201. (In Russian).Mathematical and computer modeling of filtration processes in earth dams / N. Ivanchuk [et al.] // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. – 2017. – Vol. 2, Issue 6 (86). – P. 63–69.Ivanchuk, N., Martynyuk, P., Tsvetkova, T., & Michuta, O. (2017). Mathematical and computer modeling of filtration processes in earth dams. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2(6(86)), pp. 63-69. (In English).Князева С. А. Решение одномерной задачи фильтрационной консолидации водонасыщенного глинистого грунта с учетом начального градиента напора // Вестник гражданских инженеров. – 2018. – № 3 (68). – С. 77–83. DOI: 10.23968/1999-5571-2018-15-3-77-83Knyazeva, S. A. (2018). Solution for one-dimensional problem of saturated clayey soil filtration consolidation with consideration of the threshold pressure gradient. Bulletin of Civil Engineers, 15(3), pp. 77-83. (In Russian). DOI: 10.23968/1999-5571-2018-15-3-77-83Мосичева И. И., Шаповал А. В. Консолидация водонасыщенного полупространства, к верхней границе которого приложена вертикальная сосредоточенная сила // Знание. – 2017. – № 1–1 (41). – С. 69–78.Mosicheva, I. I., & Shapoval, A. V. (2017). Konsolidatsiya vodonasyshchennogo poluprostranstva, k verkhney granitse kotorogo prilozhena vertikal'naya sosredotochennaya sila. Znanie, (1-1(41)), pp. 69-78. (In Russian).Mosicheva I. I., Shapoval A. V. To an estimate of the accuracy of the asymptotic representation of the solution of the problem of the stress-strain state of a water-saturated half-space, to the upper boundary of which a vertical distributed load is applied over the area of a circle // Sciences of Europe. – 2017. – № 12–1 (12). – P. 64–74.Mosicheva, I. I., & Shapoval, A. V. (2017). To an estimate of the accuracy of the asymptotic representation of the solution of the problem of the stress-strain state of a water-saturated half-space, to the upper boundary of which a vertical distributed load is applied over the area of a circle. Sciences of Europe, (12-1(12)), pp. 64-74. (In English).Подгорнова Н. Н. Фильтрационная консолидация глинистого грунта в основании дорожной конструкции // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. – 2010. – № 1. – С. 96–100.Podgornova, N. N. (2010). Filtration consolidation of clay soil in the base of road construction. Oil and Gas Studies, (1), pp. 96-100. (In Russian).Агейкин В. Н., Воронцов В. В., Подгорнова Н. Н. Прогноз избыточных поровых давлений в переувлажненных грунтах // Геотехника: актуальные теоретические и практические проблемы. Межвуз. тематический сб. тр. – СПб., 2006. – С. 79–83.Ageykin, V. N., Vorontsov, V. V., & Podgornova, N. N. (2006). Prognoz izbytochnykh porovykh davleniy v pereuvlazhnennykh gruntakh. Geotekhnika: aktual'nye teoreticheskie i prakticheskie problemy. Mezhvuzovskiy tematicheskiy sbornik trudov. St. Petersburg, pp. 79-83. (In Russian).Агейкин В. Н., Воронцов В. В.. Кинетика избыточных поровых давлений в плоской задаче механики водонасыщенных глинистых грунтов // Труды Математического центра имени Н. И. Лобачевского. Т. 28. – Казань, 2004. – С. 7–11.Ageykin, V. N., & Vorontsov, V. V. (2004). Kinetika izbytochnykh porovykh davleniy v ploskoy zadache mekhaniki vodonasyshchennykh glinistykh gruntov. Trudy Matematicheskogo tsentra imeni N. I. Lobachevskogo. Tom 28. Kazan, pp. 7-11. (In Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.