Mathematical modeling and computer simulation methods have been used to investigate the extent of influence exerted by bio-clogging on the dynamics of excess head scattering in the soil massif. To this end, the classical equation of filtration consolidation has been modified for the case of variable porosity resulting from changes in the biomass. The numerical solution to the constructed mathematical model in the form of a nonlinear boundary problem was derived by a finite-element method. Numerical experiments were carried out and their analysis was performed. Specifically, this paper shows the charts of pressure differences in the soil array when neglecting bio-clogging and when estimating the effects exerted by bio-clogging at specific points in time. The numerical experiments demonstrated that in two years after the onset of the consolidation process in the neighborhood of the lower limit of the examined soil mass with a thickness of 10 meters, excess heads fall from the initial value of 10 m to 4 m. The greatest impact from the clogging of pores by microorganisms is revealed in the neighborhood of an upper limit. At a depth of 1 m, at t=180 days, the pressure difference reaches 2.4 m. This is about 200 % of the pressure distribution without taking into account the effects of bio-clogging. Over time, the effect of bacteria on the distribution of pressures in the neighborhood of the upper boundary decreases. However, this effect extends to the entire soil mass, up to the lower limit. Thus, at t=540 days, at the lower limit, the effect of bio-clogging leads to that excess heads are 1.8 m greater than for the case of pure water filtration (a relative increase of about 80 %). Bio-clogging processes are intensified as a result of the development of microorganisms when organic chemicals enter the porous environment. Therefore, from a practical point of view, studying them is especially relevant for household waste storage facilities and the stability of their soil bases. It is advisable to undertake research by using the methods of mathematical modeling and computer simulation

Методами математического и компьютерного моделирования исследована степень влияния био-кольматации на динамику рассеяния избыточных напоров в массиве грунта. С этой целью модифицировано классическое уравнение фильтрационной консолидации на случай переменной пористости, как следствие изменения биомассы. Числовое решение сложившейся математической модели в виде нелинейной краевой задачи найдено методом конечных элементов. Проведены численные эксперименты и осуществлено их анализ. В частности, представлены графики разниц напоров в массиве грунта при пренебрежении био-кольматацией и при учете влияния био-кольматации в конкретные моменты времени соответственно. Числовые эксперименты показали, что через два года после начала процесса консолидации в окрестности нижней границы исследуемого массива грунта толщиной 10 метров, избыточные напоры приходят от начального значения 10 м до 4 м. Наибольшее влияние кольматация пор микроорганизмами имеет в окрестности верхней границы. На глубине 1 м при t = 180 суток разница напоров достигает 2.4 м. Это составляет около 200% от распределения напоров без учета влияния био-кольматации. Со временем эффект воздействия бактерий на распределение напоров в окрестности верхней границы уменьшается. Однако этот эффект распространяется на весь массив грунта, до нижней границы. Так, при t = 540 суток на нижней границе эффект био-кольматации приводит к тому, что избыточные напоры на 1.8 м больше, чем для случая фильтрации чистой воды (относительное увеличение составляет около 80%). Процессы био-кольматации, как результат развития микроорганизмов, интенсифицируются при поступлении в пористую среду органических химических веществ. Поэтому с практической точки зрения исследования особенно актуальны для хранилищ бытовых отходов и устойчивости их грунтовых оснований. И проводить их целесообразно именно методами математического и компьютерного моделирования.

Методами математичного та комп’ютерного моделювання досліджено ступінь впливу біо-кольматації на динаміку розсіювання надлишкових напорів в масиві ґрунту. З цією метою модифіковано класичне рівняння фільтраційної консолідації на випадок змінної пористості, як наслідок зміни біомаси. Числовий розв’язок сформованої математичної моделі у вигляді нелінійної крайової задачі знайдено методом скінченних елементів. Проведено числові експерименти та здійснено їх аналіз. Зокрема, представлено графіки різниць напорів в масиві ґрунту при нехтуванні біо-кольматацією та при урахуванні впливу біо-кольматації в конкретні моменти часу відповідно. Числові експерименти показали, що через два роки після початку процесу консолідації в околі нижньої межі досліджуваного масиву ґрунту товщиною 10 метрів, надлишкові напори спадають від початкового значення 10 м до 4 м. Найбільший вплив кольматація пор мікроорганізмами має в околі верхньої межі. На глибині 1 м при t=180 діб різниця напорів сягає 2.4 м. Це складає близько 200 % від розподілу напорів без урахування впливу біо-кольматації. З часом ефект впливу бактерій на розподіл напорів в околі верхньої межі зменшується. Однак цей ефект поширюється на весь масив ґрунту, аж до нижньої межі. Так при t=540 діб на нижній межі ефект біо-кольматації призводить до того, що надлишкові напори на 1.8 м більші, аніж для випадку фільтрації чистої води (відносне збільшення складає близько 80 %). Процеси біо-кольматації, як результат розвитку мікроорганізмів, інтенсифікуються при надходженні в пористе середовище органічних хімічних речовин. Тому з практичної точки зору дослідження особливо актуальні для сховищ побутових відходів та стійкості їх ґрунтових основ. І проводити їх доцільно саме методами математичного та комп’ютерного моделювання