Определение воздухопроницаемости грунта или материала при защите от подтопления в городском строительстве

Введение. Проницаемость грунтов и материалов является важным параметром при защите от подтопления в городском строительстве. Любую жидкость или газ называют флюидом при фильтрационном движении через пористый грунт или материал. При защите от подтопления основной жидкостью является вода, а основным газом – воздух. В данной работе обоснована аналогия движения подземных вод и воздуха. Основное внимание уделено фильтрации воздуха в грунте или материале. Предложен, теоретически обоснован и практически опробован способ определения воздухопроницаемости грунта или материала в целях защиты от подтопления в городском строительстве.
Методы и материалы. На основании фундаментальных законов проанализирована аналогия движения подземных вод и воздуха. Рассмотрен предложенный способ определения воздухопроницаемости грунтов и строительных материалов с помощью простого, но довольно надёжного прибора, который был сконструирован автором и испытан на многочисленных лабораторных опытах. Погрешность прибора не превышала 1%. В качестве сравнительного примера даны экспериментальные данные автора в виде графика воздушной фазовой проницаемости.
Обсуждение. Рассмотрены полученные результаты по методологии и практическому определению воздухопроницаемости грунта или материала в целях защиты от подтопления в городском строительстве, сопоставляемые с обзором последних публикаций, близких к теме исследования.
Заключение. Таким образом, в представленной работе проанализирована аналогия движения подземных вод и воздуха. Основное внимание уделено фильтрации воздуха в грунте или строительном материале. Предложен, теоретически обоснован и практически опробован способ определения воздухопроницаемости грунта или материала в целях защиты от подтопления в городском строительстве. Предпринятая тема исследования весьма актуальна, разработанная методология и способ определения воздухопроницаемости грунтов и материалов рекомендуется к практическому применению при борьбе с подтоплением в городском строительстве.

1. Shikang Qin, Shuwei Zhou, Caichu Xia, Chen Xu, Rui Liu A new testing system to the permeability coefficient of flexible sealing materials for compressed air energy storage caverns and its application // Journal of Energy Storage. V. 122. 2025. P. 116717. DOI: 10.1016/j.est.2025.116717

2. Scibek J., Kubo T., Koike K., AchtzigerZupančič P. Permeability of granitic drill core tested by steady flow and transient flow gas permeameter probes: Improvements to methods and applications // Engineering Geology. V. 351. 2025. P. 108023. DOI: 10.1016/j.enggeo.2025.108023

3. Xiang L., Li C., Meng J. Effect of matrix permeability on non-Darcian flow behavior and flow partitioning patterns in fractured porous media: Insight from experimental and numerical tests // Journal of Hydrology. V. 658. 2025. P. 133234. DOI: 10.1016/j.jhydrol.2025.133234

4. Eltaleb Ibrahim, Soliman Mohamed Y., Farouq Ali S.M., Cipolla Craig Estimation of permeability from pump-in/flowback tests: An after-closure analysis approach // Fuel. V. 381, Part B, 2025. P. 133020. DOI: 10.1016/j.fuel.2024.133020

5. Zheng Xinnan, She Saibo, Xia Zihan, Xiong, Xun Zou, Kuohai Yu, Rui Guo, Ruoxuan Zhu, Zili Zhang, Wuliang Yin Analyzing the permeability distribution of multilayered specimens using pulsed eddy-current testing with multi-scale 1D-ResNet // NDT & E International. V. 149. 2025. P. 103247. DOI: 10.1016/j.ndteint.2024.103247

6. Kanin E., Garipova A., Boronin S., Vanovskiy V., Vainshtein A., Afanasyev A., Osiptsov A., Burnaev E. Combined mechanistic and machine learning method for construction of oil reservoir permeability map consistent with well test measurements // Petroleum Research. Available online, 12 September 2024. P. 1-19. DOI: 10.1016/j.ptlrs.2024.09.001

7. Tran Quoc-Anh, Sørlie Erik, Grimstad Gustav, Eiksund Gudmund, Takahashi Hidenori, Sassa Shinji Influence of sediment permeability in seismic-induced submarine landslide mechanism: CFD-MPM validation with centrifuge tests and analysis // Computers and Geotechnics. V. 174. 2024. P. 106588. DOI: 10.1016/j.compgeo.2024.106588

8. Shen Haimeng, Yoon Jeoung S., Zang Arno, Hofmann Hannes, Li Xiaying, Li Qi Impact of injection pressure and polyaxial stress on hydraulic fracture propagation and permeability evolution in graywacke: Insights from discrete element models of a laboratory test // Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. V. 17. Issue 4. 2025. P. 2344-2359. DOI: 10.1016/j.jrmge.2024.05.017

9. Song I., Seo E. Integrating transient pressure and flow data for determination of hydraulic permeability and specific storage of a shale sample: Experimental tests and sensitivity analysis // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. V. 176. 2024. P. 105718. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2024.105718

10. Vargas J.W.S., Danziger F.A.B., Lopes F.R., Lunne T. Inflow and outflow permeability tests in a very soft clay under low stresses // Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. V. 16. Issue 8. 2024, P. 3270-3283. DOI: 10.1016/j.jrmge.2023.11.009

11. Hou Sailong, Li Kai, Hu Xiang, Shi Caijun Exploring the nonlinear behavior of flow through cracked concrete by water permeability test // Cement and Concrete Composites. V. 150. 2024. P. 105557. DOI: 10.1016/j.cemconcomp.2024.105557

12. Qu L., Du Q., Hui J. Model Test Study of the Influence of Rainfall Intensity and Soil Permeability on Slope Instability // KSCE Journal of Civil Engineering. V. 28. Issue 7. 2024. P. 2722-2737. DOI: 10.1007/s12205-024-1550-1

13. Kumar A., Liang L., Ojha K. Simultaneous inversion of permeability, skin and boundary from pressure transient test data in three-dimensional single well reservoir model // Petroleum Research. V. 9. Issue 2. 2024. P. 265-272. DOI: 10.1016/j.ptlrs.2024.01.004

14. Lee D., Shin K, Lee K. Evaluation of crack width and self-healing performance of concrete based on fluid flow characteristics: Comparison between water permeability test and gas diffusion test // Construction and Building Materials. V. 411. 2024. P. 134118. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2023.134118

15. Wang Kai, Gong Haoran, Wang Gongda, Yang Xin, Xue Haiteng, Du Feng, Wang Zhie N2 injection to enhance gas drainage in low-permeability coal seam: A field test and the application of deep learning algorithms // Energy. V. 290. 2024. P. 130010. DOI: 10.1016/j.energy.2023.130010

16. Han Liwei, Guo Ruibin, Zhang Yifan, Li Jiayu, Yao Xinyuan Cementitious sand gravel material: Influence of axial compressive load on permeability performance // Case Studies in Construction Materials. V. 22. 2025. P. e04643. DOI: 10.1016/j.cscm.2025.e04643

17. Dong-Hwa Noh, Seunghee Kim, Jongwan Eun, Yong-Rak Kim Experimental study on gas permeability and desiccation cracking of fiber-reinforced compacted bentonite at high temperature // Construction and Building Materials. V. 478. 2025. P.141053. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2025.141053

18. Amer A. Shehata, Mohamed Ahmed, Ahmed A. Kassem, Ramadan Abdelrehim, Takeshi Tsuji, Amir Ismail Optimizing permeability and porosity prediction with advanced machine learning: A case study unlocking the complexities of late cretaceous reservoirs, gulf of suez, Egypt // Journal of African Earth Sciences. V. 228. 2025. P. 105670. DOI: 10.1016/j.ja-frearsci.2025.105670

19. Yi Li, Ping Xue, Yi Li, Yaning Liu, Jingrui Wang, Wenjie Yin Modeling underground performance of compressed air energy storage in a practical flat aquifer: Insights on the permeability effects // Energy. V. 322. 2025. P. 135592. DOI: 10.1016/j.energy.2025.135592

20. Shuying Wang, Fanlin Ling, Qinxin Hu, Tongming Qu, Junlong Shang Effect of water pressure on time-dependent permeability characteristics of sand conditioned with foam and bentonite slurry // Canadian Geotechnical Journal. V. 62. 2025. P. 101. DOI: 10.1139/cgj-2023-0497