Seepage through dam and deformable soil medium with consolidation

• Autorzy: Strzelecki T. , Kostecki S.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The two-dimensional problem of the consolidation of an earth dam-subsoil system under body forces is presented. A certain loading scenario of the action (in proper time instants) of the subsoil's, the dam's and, subsequently, the reservoir water's deadweight and the seepage flow of ground-water arising thereof was assumed. Calculations for the Biot-Darcy poroelasticity model were performed using the finite element method. The results are presented as displacement and seepage velocity fields at selected moments in time. Also the possibility of critical water velocity gradients arising, which would lead to the loss of seepage stability by the earth dam-subsoil system, was analysed.

PL

Przedstawiono dwuwymiarowe zagadnienie procesu konsolidacji układu zapora ziemna-podłoże gruntowe pod działaniem sił masowych. W obliczeniach założono pewien scenariusz obciążenia wynikający z działania (w określonych przedziałach czasu) ciężaru własnego podłoża, zapory, a następnie ciężaru własnego wody w zbiorniku i przepływu filtracyjnego wody gruntowej. Obliczenia przeprowadzono metodą elementów skończonych dla modelu porosprężystości Biota. Wyniki obliczeń przedstawiono w postaci graficznej pól przemieszczeń oraz prędkości filtracji w wybranych momentach czasowych. W pracy przeanalizowano również możliwość pojawienia się krytycznych gradientów prędkości wody gruntowej, które mogą być przyczyną utraty stabilności filtracyjnej układu zapora ziemna-podłoże.

Słowa kluczowe

EN

Biot-Darcy poroelasticity model; earth dam-subsoil system

PL

proces konsolidacji; model porosprężystości Biota; metoda elementów skończonych

• Wydawca: De Gruyter
• Czasopismo: Studia Geotechnica et Mechanica
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 30, nr 3-4
• Strony: 71--84
• Opis fizyczny: bibliogr. 14 poz.,

Twórcy

autor

Strzelecki T.

autor

Kostecki S.

• Institute of Geotechnics and Hydrotechnics, Wrocław University of Technology, Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław, Poland.

Bibliografia

• [1] AURIAULT J.-L., BONNET G., LEBAIGUE O., Dynamics of two immiscible fluids flowing through deformable porous media, Transport in Porous Media, 1989, 4, 105–128.
• [2] AURIAULT J.-L., STRZELECKI T., BAUER J., HE S., Porous deformable media saturated by a very compressible fluid, Eur. J. Mech. A/Solid, 1990, 9, 4, 373–392.
• [3] AURIAULT J.-L., Heterogeneous medium. Is an equivalent macroscopic description possible? Int. J.Engng. Sci., 1991, 29, 7, 785–795.
• [4] BAUER J., PUŁA W., STRZELECKI T., The influence of dimensionless parameter orders of magnitude on the homogenisation process result, J. of Theoretical and Applied Mechanics, 1998, Vol. 3, Issue 36, 535–560.
• [5] BIOT M.A., General theory of three-dimensional consolidation, J. Appl. Physics, 1941, 12, 155–164.
• [6] BIOT M.A., General solutions of the equations of elasticity and consolidation of a porous material, J. Appl. Mech., 1956, 23, 91–96.
• [7] BORGES J.L., Three-dimensional analysis of embankments on soft soils incorporating vertical drains by finite element method, Computers and Geotechnics, 2004, 31, 665–676.
• [8] COUSSY O., Mechanics of porous continua, Wiley&Sons, Chichester, 1995.
• [9] DERSKI W., A method of solving the system of equations of consolidation theory, Bull. Acad. Polon. Sci., ser. Techn., 1978, 10, 489–502.
• [10] EMMRICH R., Experimental verification of electrokinetic consolidation model, PhD dissertation in Polish, Wrocław University of Technology, Institute of Geotechnics, Report ser. PRE No. 307, 1984.
• [11] GASZYŃSKI J., KOMANIECKA A., Consolidation of a viscoelastic half-space at mixed conditions of permeability of the boundary, Rozprawy Inżynierskie, 1977, 25, 399–418.
• [12] HORNUNG U., Homogenization and porous media, Interdisciplinary Applied Mathematics, Vol. 6, Springer-Verlag, Berlin, 1997.
• [13] KELLER J.B., Darcy’s Law Flow in Porous Media and the Two-Space Method [in:] Nonlinear Partial Differential Equations in Engineering and Applied Science, Lecture Notes in Pure and Applied Mathematics, ed. by R.L. Sternberg, A.J. Kalinowski and J.S. Papadakis, Dekker, N.Y., 1980, 429–443.
• [14] STRZELECKI T., KOSTECKI S., ŻAK S., Modelling of flows through porous media (in Polish), DWN, Wrocław, 2007.