Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Состояние вшроса об использовании связных повышенной влажности дня сосрушшя земляного полотна 7
1.1. Использование связных грунтов повышенной влажности 7
1.2. Особенности технологии работ по возведению земляного полотна из связных грунтов повышенной влажности 11
1.3. Анализ отечественного и зарубежного опыта строительства и содержания автомобильных дорог с вертикальными дренами 14
3.1. Обзор современных конструкций вертикального дренажа 14
3.2, Материал дрен 16
1.3.3. Механизация и технология работ по устройству вертикальных дрен * 21
1.3.4. Теоретические положения,методы конструирования и расчета земляного полотна с вертикальными дцэенами 23
1.4. Выводы.Цель и задачи исследования 29
ГЛАВА 2. Физические прщюсылки для постановки задачи обосушении земляного полотна из ірунтш повышенной влажности вертикалышми дренами 31
2,1. Гипотеза о причинах миграции влаги из осушаемого грунта к вертикальным дренам 31
2Н2. Постановка ж методика проведения поискового эксперимента 44
2.3. Изменение влажности осушаемого грунта и основные пути миграции влаги 46
2.4. Изменение влажности осушаемого грунта на границе раздела с вертикальной песчаной дреной 50
2.5. Начальная и конечная влажность осушаемого грунта 52
Выводы
ГЛАВА 8. Теоретические положения и злвисшл0сти,характери-зующие процесс осушения грунта земляного полотна повышенной влажности вертикальными песрйниш дренами 55
3.1. Основное дифференциальное уравнение двикения влаги в грунтах 55
3.2. Физические предпосылки для математической поста новки задачи 57
3.3. Формулирование краевых условий 58
3.4 Постановка и решение задачи 59
3.5. Реализация решения 63
Выводы
ГЛАВА 4. Экспериментальные исследования 70
4.1. Задачи ж программа исследований .. 70
4.2 Конструшщи и способ устройства моделей 71
4.3. Аппаратура и методика исследований ... 76
4.4. Результаты экспериментов на моделях S3
4.5. Опытное строительство и глетодика наблюдения за поведением конструкций в эксплуатации 90
4.6. Результаты наблюдений за состоянием грунта земляного полотна на опытных и контрольном участках 98
4.7. Сопоставление теоретических зависимостей с данными опыта 114
4.8. Связь между параметрами осушения грунта повышенной влажности и технологией возведения земляного по лотна и устройства доронной одеады II?
Выводы
ГЛАВА 5. Практические ржсщщавди.технико-эконожческий анализ 120
5.1. Проектирование земляного полотна из связных грунтов повышенной влажности с вертикальными песчаными дренами 120
5.2. Производство,организация ж механизация работ 126
5.3. Эффективность использования вертикальных песчаных дрен 133
Общие выводы 136
Литература
- Особенности технологии работ по возведению земляного полотна из связных грунтов повышенной влажности
- Изменение влажности осушаемого грунта и основные пути миграции влаги
- Опытное строительство и глетодика наблюдения за поведением конструкций в эксплуатации
- Эффективность использования вертикальных песчаных дрен
Введение к работе
В соответствии с "Основными направлениями экономического и социального развития СССР на I98I-I985 годы и на период до 1990 года" и постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР *0 мерах по дальнейшему развитию сельского хозяйства Нечерноземной зоны РСФСР" предусматриваются дальнейшее .ускоренное развитие опорной сети магистральных дорог ж расширение строительства автомобильных дорог в сельской местности,
Мевду тем опыт показывает,что значительная часть автомобильных дорог,построенных в неблагоприятных природно-климатических и грунтово-гидр о логических условиях Северного эконошческого района СССР (П и Ш дорожно-климатические зоны),преждевременно разрушает-ся.Одной из основных причин возникновения и развития преждевременных деформаций дорожных одезд является использование для возведения земляного полотна пылеватых и глинистых грунтов повышенной влажности без своевременного осушения их.Это приводит к усложнению технологии производства работ,а также к недопустимому морозному пучению и резкому снижению несущей способности земляного полотна весной.
К сожалению,в Северном экономическом районе и,в частности,в Архангельской областа,нет достаточных запасов не только непучи-нистых и ела болу чини стих грунтов,но даже пучинистых с умеренной влажностью Лоэтому,чтобы обеспечить необходимую прочность дорожных одеад земляное полотно сооружают здесь из привозных песков, что обуславливает удорожание строительства автомобильных дорог в сравнении со строительством дорог в центральных районах П дорож-но-климатической зоны на 15*..25$.
Б связи со значительными масштабами промышленного развития Северного экономического района резко возрастает актуальность задачи расширения сети автомобильных дорог и удешевления их строительства ,особенно на участках залегания таких специфических природных образований,как болотные грунты,илы различного происхождения,связные грунты повышенной влажности и т.п.
До настоящего времени проектирование и строительство земляного полотна ориентированы в основном на необходимость удаления и замены указанных грунтов более устойчивыми.Однако такое решение задачи не позволяет снизить материалоемкость»стоимость и трудоемкость^ также повысить темпы строительства.
Для повышения эффективности капитальных вложений в дорожное строительство Северного экономического района необходимо разработать и внедрить в производство методы,обеспечивающие возможность использования слабых грунтов при возведении земляного полотна без ущерба^стественно.для прочности .долговечности и надежности дорожных конструкций.
Перспективным направлением в данном случае является сооружение земляного полотна автомобильных дорог из местных связных грунтов в состоянии их естественной влажноыя,которая во многих случаях оказывается выше онтимальной.Известные методы предварительного физического и химического осушения грунтов пока ещё недостаточно экономически эффективны.Возможность использования этих способов при сооружении земляного полотна в условиях Северного экономического района ещё мало изучена.Тем яе ыенеернам представляется,что наиболее целесообразным в условиях рассматриваемого региона может оказаться метод осушения земляного полотна, возводимого из переувлажненных связных грунтов с помощью верти-
кальных песчаных дрен.Разработке такого метода и посвящена в основном настоящая диссертационная работа.
Особенности технологии работ по возведению земляного полотна из связных грунтов повышенной влажности
Природные условия Северного экономического района весьма разнообразны.Годовое количество осадков в среднем но району составляет 600,.,800 мм,причем 60..„70$ годовой суммы осадков выпадает в теплый периода апреля по октябрь [127].
В условиях избыточного увлажнения инфильтрация атмосферных осадков приводит к накоплению и сохранению огромных запасов грунтовых вод,что способствует широкому появлению различного рода заболоченных мест и мест с грунтами повышенной влажности.
При использовании связных грунтов повышенной влажности для возведения земляного полотна требуется осуществить ряд дополнительных технологических мер в сравнении с применением грунтов умеренной влажности.Эти дополнительные технологические меры изложены в известных рекомендациях и нормативно-технической литературе [19,85,87-89,116,125] .Б них указывается,что уже в проекте следует учитывать специфические качества грунтов повышенной влажности,которые зависят от степени их переувлажнения и оказывают влияние на выбор землеройных»транспортных и уплотняющих машин.Необходимо,в частности,учитывать влияние этих свойств на производительность» проходимость машин по построечным дорогам, эксплуатацию временных сооружений и т.п.
Особенно важным при выборе машин для разработки грунта повы шенной влажности является учет возможности налипания грунта на рабочие органы машин и ухудшения их проходимости.В работах [56 6ІД0І-І03Д22Д45] убедительно показано,что липкость грунтов зависит от зернового состава и влаясности грунта,материала рабочего органа и состояния его поверхности,силы прижатия и времени контакта с грунтом.Начало увеличения липкости наблюдается при влажности 15..,18$ соответственно для супесчаных и глинистых грунтов [101] .Наибольшая липкость характерна для грунтов: супесчаных,при влажности (0,8.,.0,9)11 ; суглинистых - (0,75...0,85)1 ; глинистых - (0,7...0,8) .здесь b L - влажность на границе текучести.
В работе [122] приведены следующие способы борьбы с налипанием: создание промежуточного слоя на границе раздела мевду поверхностью рабочего органа и дисперсной массой,обладающего "смазочным" действием; применение внешнего воздействия (тепловое,вибраэдонное,электромагнитное) в целях ослабления адгезионных связей; введение незначительных количеств добавок дат изменения адгезионных свойств разрабатываемых шсс (негашеная известь и т.п.); покрытае рабочих поверхностей материалами с малой адгезией (хром,никель,слоистый фторопласт); применение комбинированных методов. Для повышения проходимости дорожных машин производят предварительную обработку грунта активными добавками , снижают давление в шинах и др.
При возведении насыпи из грунтов.имеющих повышенную влажность, да&е незначительное дополнительное увлажнение атмосферными или грунтовыми водами может привести к осложнениям.Главным препятствием для уплотнения машинами связных грунтов повышенной влажности является их недостаточная прочность.В ряде работ [116,125,145] отмечается,что такие грунты,кроме тяжелых глинистых [49],можно уплотнить до требуемой плотности путем увеличения количества проходов катка.В тяжелых глинистых грунтах, вследствие их малой водопроницаемости,отжатие норовой воды из них одним лишь даже продолжительным многократным действием нагрузки невозможно.Кратковременное загружение по небольшой площади в процессе укатки может уменьшить объем пор(заполненных воздухом,но не водойЛІродолжение укатки приводит лишь к перемя- у тию грунта,снижению прочности слоя.колееобразованию и выдавливанию грунта из-под уплотняющих машин,но плотность его при этом практически не увеличивается.
Изложенное выше свидетельствует о том,что только технологическими мерами невозможно решить проблему использования связных грунтов повышенной влажности для возведения земляного полотна автомобильных дорог.Существенную роль в решении проблемы, на наш взгляд(могут сыграть конструктивные мероприятия.
Б настоящее время существует достаточно много работ,посвященных использованию вертикального дренажа при строительстве автомобильных дорог на болотах [40,47,48,77,84].Имеются также исследования по устройству и работе вертикальных дрен в основаниях насыпей [4,59,78,81,117] и насыпях существующих дорог [12, 21,127] .Вместе с тем нет данных об осушении вертикальными дренами связных грунтов повышенной влажности в процессе сооружения вновь строящихся насыпей.
Вертикальное дренирование для укрепления слабых грунтов в основании зданий и сооружений также для ускорения осадки сооружений нашло широкое распространение в СССР и за рубежом.Наиболее известны в этой области работы Н.А.Цытовича [і4б] ,МД).Абелева [4І,И.Е.Евгеньева [46-48] ,В Д.Казарновского [58,59) Д.Терцаги [140] ,Рендужка [l60] и других.
Известно несколько видов конструкций вертикальных дрен: полые цилиндрические и призштическйе,кБадратного сечения, перфорированные и др.,без заполнителя; то же,с заполнителем из активных или инертных материалов; картонные (фитили); ленточные,из синтетических пористых материалов; бумажные,в виде лент; комбинированные (в средней части БОДООТБОДЯЩИЙ сердечник, оболочка из противозаиливащего материала); кольцевые (в средней части грунтовый сердечник,оболочка из дренирующего материала [в]).
Изменение влажности осушаемого грунта и основные пути миграции влаги
Результаты наблкщений за изменением влажности грунта на разных глубинах и различных расстояниях по горизонтам от вертикальных дрен приведены на рис.2,3. и 2.4.Как видно из рис.2.3,влак-ность грунта вблизи дрен (скв.й I и У) за 60,,.90 сут снизилась в среднем на 8,3$ и составила 16,7.,.17,5$.В мевдренной зоне (скв. № П,ШДУ) влажность грунта снижалась несколько медленнее.Так,на расстоянии 0,30 и от дрены (скв,& И) за время в 60..,90 сут влажность грунта уменьшилась на 6...7$,а в центре мевдренной зоны (скв.й Ш) на 5,8,.,6,3#,В дальнейшем влажность грунта на одинаковых горизонтах выравнивалась во всей мездренной зоне.Из рис.2,3. такие видно,что влажность средних слоев грунта практически одинакова по глубине 1,11...1,43 м во всей мевдренной зонеЛерез 90 сут она составляет 17,8...19,3$. Рис.2.3 и 2.4 показывают,что,чем ближе грунт к дренам,тем скорость осушения его выше,а время достижения влажности до значения на границе раскатывания меньше.
Из изложенного следует,что осушение связного грунта повышенной влажности в мездренной зоне происходит равномерно (сплошным фронтом) по глубине толщиЛостепенное уменьшение вла го с одержання по направлению от центра мевдренной зоны в сторону дрен свидетельствует о передвижении влаги к дренам практически без инфильтрации на своем пути в нижележащие слои грунта,Этот процесс осушения грунта,как показал поисковый эксперимент,происходит до влажности,близкой к её значению на границе раскатывания.
Известны работы почвоведов о перераспределении влаги по глубине образца одного и того же грунта,имеющего в средней части большую влажность,чем в верхней и нижней Ч8СТЯХ.В частности,в работе А.А.Роде [ИЗ] приведен пример перераспределения влаги в почве при соприкосновении трех слоев почвы с различной влажностью. Опыты проводили в деревянных трубах длиной 1,8 м.В среднюю часть
49
трубы набивали почву,влажность которой составила 21..,23$,а крайние участки трубы набивали той же почвой,но с меньшей влажностью (от 3 до 14,5%).Затем трубы в вертикальном положении находились 141...144 дняДосле этого в образцах почвы определяли влажность.Результаты представлены на рис.2.5.
Как видно на рисунке,во всех четырех вариантах опыта наблю Передвижение влаги из влажной почвы в сухую (по Вимейб ру).Распределение влаги: I - в начале опыта; 2 - в конце опыта
дается передвижение влаги из влажной почвы в сухую,при этом влажность среднего слоя уменьшается во всех случаях более или менее одинаково.
Во внутренних частях слоев "сухой почвы" влажность резко возрастает от "сухого слоя" к более влажному Лем выше начальная влажность "сухих слоев",тем на меньшую глубину в них проникает влага из влажного слоя,что указывает на зависимость глубины проникновения от градиента влажности.Очень характерно,отмечает
А,А.Роде,что влага передвинулась примерно одинаково вверх и вниз (рис.2,5) .Это значит,что в её передвижении сила тяжести,а следовательно инфильтрация воды существенного участия не принимали, и влага двигалась,очевидно,под влиянием сорбционных сил, 0 явлении равной по глубине влажности грунта и плотности указывается Б работах [б,79].Объясняется это весьма шлой водопроницаемостью глинистых грунтов.
Результаты поискового эксперимента,таким образом,не случайны, так как подтверждаются данными косвенных экспериментов почвоведов об изменении влажности грунта по глубине.Это позволяет утвервдать,что в модели с вертикальными дренами движение влага происходит главным образом в направлении к ним.Влакность вблизи границ раздела переувлажненного грунта и верхнего (и нижнего) дренирующего слоя незначительно отличается от влажности во всей толще грунта,что также свидетельствует о передвижении влаги в направлении дрен.
Этим подтверждается гипотеза,изложенная в п.2Д.
Результаты наблюдений за изменением влажности осушаемою грунта вблизи вертикальных дрен как в поисковом эксперименте,так и в широкомасштабных исследованиях (см.гл.4) свидетельствуют о том.что сначала влажность грунта интенсивно убывает,а затем снижение её начинает существенно затухать,асимптотически приближаясь к значению влажности на границе раскатывания ъ)р .На рис.2.6 в качестве примера приведены результаты изменения влажности в модели с расстоянием между вертикальными дренами .равным 1,5 м.Данные, подобные приведенным на рис.2.4,позволили найти аппроксимацию кривой изменения влажности грунта у дрены (х = о или x = 2L ) во времени: iO(x,t) = OJ« -Цк)ехр(-{ )+Юк , (2Д0)
Изменение влажности осушаемого грунта вблизи дрен (при х=0 или x = au ): I - аппроксимирующая кривая вида (2.10); 2 - экспериментальные точки на глубинах от поверхности лотка: х - 0,47 м; і - 0,79 м; - 1,11 м; - 1,43 м где idoU) - влажность грунта у дрены в моменті ,(x = o;x 2L ); Uu - начальная влажность грунта;bJK«iOp - конечная влажность грунта; К-ш - коэффициент влагопроводности грунта; Д - плотность воды; L - половина расстояния между дренами; fa - плотность сухого грунта; _ft - коэффициент,зависящий от свойств грунта на границе раздела его с вертикальной дреной.
Опытное строительство и глетодика наблюдения за поведением конструкций в эксплуатации
Датчики темперащры должны иметь защитную оболочку,сделанную,например,из отверзденной эпоксидной смолы.В одну из диагоналей измерительного моста включен микроамперметр,работающий в режиме измерения постоянного тока,в другую подается напряжение питания (1,5 Б),снимаемого с регулируемого делителя Rff t 18 включенного параллельно источнику тока.Для устранения влияния питающего напряжения на точность измерения температуры и контроля питания .изменяя сопротивление резистора М7 .устанавливают стрелку прибора на отметку шкалы(соответствующую необходимому напряжению питания.Йс-пользование германиевого транзисторного диода (МП-40 и т.п.) в качестве датчика тегшературы обеспечивает линейность шкалы температурите позволяет градуировать её всего по двум-трем наиболее близким к верхнему пределу измерений опорным отметкам.Сопротивление проводов,соединяющих датчик с прибором,не должно превышать 1,5,.,2,0 Ом (это,примерно#сопротивление медного провода диаметром 1,0 мм,длиной 100 м).Диапазон измеряемых температур можно регулировать в ту или другую сторону ,нодбирая резисторы R , Rft .
Подготовка и тарировка датчиков температуры включает в себя подбор необходимого количества идентичных транзисторов типа МП-40 (Ш-39,Ш-41 и т.п.),а при расхождении показаний - внесение соответствующих поправок для данного интервала температур.Датчики,у которых.температурная зависимость нелинейная,отбраковываются.
Вторая частная схема (усовершенствованная схема прибора AM—II) работает на выходе совместно с первой ж предназначена для измерения влажности и учета влияния изменения температуры на показания влагомера.В качестве датчика влажности используются угольные датчики от измерителя AM-II .Датчик влажности включен в плечо измерительного моста R5-R7 «На ДНУ яз диагоналей с трансформатора Тр1 подают переменное напряжение звуковой частоты (1000 Гц),которое вырабатывается мультивибратором,собранным на транзисторах Ті и It .Транзистор 4 первого каскада усилителя-преобразователя при отсутствии на базе тока закрытЛЗо втором каскаде транзистор Ъ в этом случае также закрыт.Стабильность такого состояния усилителя обеспечивается дросселем Арі и резистором К а ,который оттарирован по терморезистору сопротивлением I кОмЛри нарушении баланса моста,т.е.изменении сопротивления датчика,на базу транзистора 1 посаупает переменное напряжение, которое усиливается и выпряшшется транзистором Т .Конденсаторы Сб и С? обеспечивают фильтрацию переменных составляющих выпрямленного напряжения.Стабильность питания обеспечивается стабилитроном Д і .
Градуировку шкалы прибора или построение тарировочных кривых (рис.4.5,4.6) для измерения влажности производят с помощью термостатно-весового метода С аналогично тарировке прибора АМ-ІІ).
Вращая движок резистора К7 ,устанавливают его в положении, при котором отсутствует сигнал на базе транзистора Ть .После этого движок резистора К? фиксируют.За тем подбирают резистор Kg , устанавливают стрелку индикатора влажности в нулевое положение, подключают датчик,находящийся в предварительно высушенном грунте, фиксируя положение стрелки на шкале индикатора .Изменяя влажность грунта и контролируя её термостатно-весовым методом и прибором, получают тарировочную кривую для данного датчика влажности.
Одновременно с датчиком влажносга погружают в грунт датчик температуры на эту же глубину .включают прибор в режим измерения влияние изменения температуры при измерении влажносш.йспользова-ние переменного напряжения исключает погрешность,возникающую из-за поляризаций электродов датчика.Нанболее целесообразно использовать прибор в лабораторных и полевых условиях при положительных температурах,когда хрунт находится в талом состоянии.Относительная погрешность комбинированного прибора при измерении не превышает 1 2$ При наблюдениях проводили не менее трех измерений в кавдой точке длительность замера не превышала одной мину ты .Расхождение менду последовательными измерениями было не более относительной погрешности прибора Наблюдения за процессом осушения грунта в моделях проводили в течение 35...I00 сут (35 сут при малом расстоянии меаду дрена , до тех пор пока влажность грунта практически уже не снижалась.После казвдой серии опытов старую модель разбирали и готовили (оборудовали) новую.В процессе разборки режущим кольцом на разных глубинах отбирали пробы для определения "конечной" влажности и плотности осушаемого грунта.
Предполагалось установить,как влияют на скорость осушения связного грунта повышенной влажности следующие факторы: начальная влажность и плотность грунта расстояние мевду дренами;конструкния дрен;высота насыпи.
С этой целью проведены широкомасштабные исследования и выполнен анализ полученных результатов С см,п,4.4),
Результаты лабораторных исследований приведены в табл.4,3 и показаны на рис.4.7,4.8.Рис.4.7 и 4,8 свидетельствуют об одинаковом характере изменения влажности грунта с течением времени как вблизи песчаных цилиндрических дрен,так и вблизи дрен с кольцевым сечевием.йэ рисунков видно,что влажность грунта с течением времени уменьшается,причем более интенсивно в начальный период (до 30 сут) осушения.3атем,по мере приближения к влажности грунта на границе раскатывания tdp ,процесс осушения затухает.С увеличением расстояния между дренами уменьшение влажности грунта во времени происходит менее интенсивно.
Эффективность использования вертикальных песчаных дрен
В зоне распространения грунтов повышенной влажности в Северном экономическом районе традиционными мероприятиями по обеспечению достаточной прочности и устойчивости дорожных конструкций (см»гл,1) являются: использование для возведения земляного полотна привозных грунтов с влажностью близкой к оптимальной (в основном песка); применение местного переувлажненного грунта,предварительно просушенного до допустимой влажности естественным путем при разработке в карьере (резерве) или в процессе консолидации насыпи.
Проведение этих мероприятий требует больших затрат,что существенно повышает стоимость работ по возведению земляного полотна,снижает темпы строительс!Ева,а следовательно,затягивает сроки сдачи автомобильной дороги в эксплуатацию.
Экономическая эффективность использования вертикального песчаного дренажа в земляном полотне из связных грунтов повышенной влажности достигается за счет снижения строительной стоимости земляного полотна,что обуславливается снижением энерго - и трудозатрат на перевозку грунта и предварительное его осушение.
В целях определения границ рационального применения песка и связного грунта повышенной влажности в зависимости от дальности транспортировки материалов,определена стоимость I м3 грунта,уложенного в тело земляного полотна (см.прил.З).
На основе этих расчетов построены графики (рис.5.6) зависимости стоимости строительства I км земляного полотна автомобиль . Затраты на возведение земляного полотна автомобильных дорог: а - Ш категории; d - ІУ категории; I - из песка; 2 - из суглинка,при дальности возки 10 км,и песка для вертикальных дрен; 3 - то же,что и 2,но для дрен с кольцевым сечением; 4,5 - соответственно то же,что и 2;3,но при дальности возки суглинка 5 км ных дорог Ш и ІУ технических категорий от дальности транспортировки материалов В условиях Северного экономического района песок - привозной дорожно-строительный материал.Средняя дальность его возки -30.,.100 км [б7,74]Лто касается местного связного грунта повышенной влажности,то,как правило»дальность транспортировки его не превышает 10 км.В частности,в условиях Архангельской области средняя дальность транспортировки песка равна 30 км [б7],а суглинка - 10 км.
Как видно из рис.5.7,в этом случае экономия в строительных затратах составит: для дорог Ш технической категории,при использовании вертикальных песчаных дрен и дрен с кольцевым сечением соответственно 25,6 и 26,6 тыс.руб. на I км; для дорог ІУ технической категории 19,5 и 20,4 тыс.руб.
Расчеты показали (см.прил.З),что с увеличением высоты насыпи затраты на сооружение земляного полотна из связных грунтов повышенной влакности с устройством вертикального дренажа значительно ниже затрат на сооружение земляного полотна из песка.
Возведение земляного полотна из местных переувлажненных связных грунтов с устройством вертикальных песчаных дрен позволит,кроме того,уменьшить влияние природно-климатических факторов на прочность и устойчивость земляного полотна,значительно увеличить темпы строительства и сократить сроки ввода автомобильной дороги в эксплуатацию (см.гл.4).
I. В диссертационной работе обоснована возможность и выявлены условия,при которых экономически целесообразно возводить земляное полотно автомобильных дорог из местных связных грунтов повышенной влажности с вертикальными песчаными дренами.Экономический эффект в условиях Архангельской области составляет на I км дороги 20,,,27 тыс.руб, и достигается за счет сокращения затрат на сооружение земляного полотна,
2 Экспериментально подтверждена гипотеза о механизме миграции влаги из переувлажненного грунта к вертикальным песчаным дренам.Согласно выдвинутой гшютезе,в зоне контакта частиц двух грунтов - песка вертикальных дрен и переувлажненного суглинка -происходит смачивание песка,обусловленное тем,что угол смачивания песка меньше 90 и меньше угла смачивания суглинка .Вследствие непрерывного смачивания песка свободной и капиллярно-подвешенной влагой увеличивается содержание воды в дренах»гравитационные силы начинают превосходить силы поверхностного натяжения и происходит инфильтрация воды из дрены в горизонтальный дренирующий слой,расположенный в нижней части насыпи, откуда вода отводится за пределы земляного полотна.Смачивание песка и отток воды из суглинка в вертикальную дрену создают условия для поддержания в суглинке (в мездренной зоне - контакт с песком) градиента влажности,пропорционального, как известно,движущей силе миграции влаги.По мере осушения этот градиент затухает.
