Głównym celem niniejszej rozprawy było ilościowe określenie wpływu chemizmu filtrującej wody na mierzone w warunkach laboratoryjnych wartości przepuszczalności naturalnych słaboprzepuszczalnych gruntów. Ogólnie wiadomo, że wodoprzepuszczalność (współczynnik filtracji) jest jednym z podstawowych parametrów geotechnicznych gruntów. Zależy on istotnie zarówno od właściwości fizycznych szkieletu mineralnego (gruntu w stanie suchym), jak również właściwości fizykochemicznych filtrującej cieczy. Do badań laboratoryjnych wybrano metodę i przyrząd R. Kaczyńskiego. Pomiary wykonywano w oparciu o 9 modelowych gruntów o zróżnicowanej przepuszczalności, poczynając od drobnoziarnistego piasku, a na gruntach scharakteryzowanych jako pyły kończąc. Jako cieczy roboczych używano najczęściej występujących w wodach podziemnych wodnych roztworów soli chlorkowych oraz siarczanowych o zróżnicowanej mineralizacji. Przeprowadzone badania laboratoryjne wykazały w szczególności, że obserwowane zmiany wodoprzepuszczalności gruntów uwarunkowane chemizmem filtrującej wody generalnie zgodne są z teorią Debye'a-Hűckela oraz Poissona-Boltzmanna w nawiązaniu do podwójnej warstwy elektrycznej (PWE). Do najważniejszych efektów końcowych pracy należy model matematyczny opisujący zależność mierzonego współczynnika filtracji gruntów od chemizmu filtrującego roztworu oraz właściwości petrofizycznych badanych gruntów. Wykorzystując go można w dość prosty i szybki sposób określić odpowiednią ilościową poprawkę. Dodatkowo określono zalecania dotyczące wyboru poprawnych modeli petrofizycznych (wzorów empirycznych) do pośredniej oceny współczynnika filtracji gruntów bez drogich i czasochłonnych badań.
This thesis was focused on quantitative evaluation of influence filtration water chemistry on natural permeability of weakly permeable ground measured in laboratory conditions. It is generally known that water permeability (filtration coefficient) is one of the basic geotechnical parameters of ground, significantly depending on physical parameters of mineral matrix (dry ground), and also physicochemical properties of the filtrating fluid. R. Kaczynski's method and apparatus were selected for laboratory analyses. Measurements were made on 9 model grounds of varying permeability, from fine sand to dusts. Saline solution of chlorides and sulfates of varying mineralization are used as working fluids. The laboratory experiments revealed that the observed changes in water permeability of grounds are conditioned by chemistry of filtration water in line with the Debye-Hűckel and Poisson-Boltzmann theory, referring to a double electrical layer.
Among the biggest final effects of the thesis is the mathematical model describing the dependence of measured filtration coefficient of ground on the chemistry of filtration water and petrophysical properties of analyzed ground. On this basis a suitable quantitative correction can be made quite simply and quickly. Additionally, recommendations were made as to the selection of correct petrophysical models (empirical models) for indirect evaluation of filtration coefficient of ground without expensive and time-consuming investigations.
