One-dimensional consolidation of poroelastic medium with rheological skeleton

• Autorzy: Sawicki E.

Warianty tytułu

PL

Konsolidacja jednowymiarowa ośrodka porosprężystego o szkielecie reologicznym

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki badań numerycznych dotyczących zachowania się ośrodka porosprężystego (składającego się ze szkieletu i cieczy wypelniającej pory tego szkicletu), zwanego cialem Biota, w zakresie stanu naprężcnia, w którym nie występuj c jeszcze utrata wytrzymałości ciała. Punktem wyjścia rozważań jest zjawisko konsolidacji takiego ośrodka opisane równaniem porosprężystości Biota, uzupełnionym równaniem przepływu Biota-Darcy'ego. W opisie uwzględniono cechy reologiczne szkieletu ciała Biota, zakładając, że odpowiadają one zachowaniu modelu liniowo lepkosprężystego Zen era (standardowego). Zalożono bowiem, żc podczas procesu konsolidacji ruch cząstek stałych może odbywać się po kontakcie: ciało stałe-ciało stałe bądź po warstewce wody związanej na powierzchni ciała stałego. Otrzymujemy tu zatcm połączenie dwóch niezależnych procesów: i) konsolidacji związanej z zagęszczani cm ośrodka, które jest spowodowane odpływem filtracyjnym wody swobodnej, oraz ii) procesu pelzania rozumianego jako ruch fazy stałej ośrodka, któremu przeciwstawia się opór lepki wynikający z założenia, że przemieszczające się cząstki gruntu "ślizgają się" po warstewcc wody związanej na powierzchni tych cząstek.

EN

In this paper, the author presents the results of numerical investigations of poroelastic medium behaviour (consisting of a skeleton and the fluid flowing through the voids in this skeleton), called Biot's body. It is assumed that the stress-strain state does not reach the failure limits of the body. The starting point for these considerations is the phenomenon of one-dimensional consolidation of such a medium described by the fundamental poroelastic Siot's equation and completed by the Biot's-Darcy flow equation. Additionally in this description the rheological properties of the skeleton of Biots body are modelled by linear viscoelastic Zener's body (standard body).

Słowa kluczowe

PL

szkielet reologiczny; ośrodek porosprężysty

EN

rheological skeleton; poroelastic medium

• Wydawca: De Gruyter
• Czasopismo: Studia Geotechnica et Mechanica
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 29, nr 3-4
• Strony: 81--88
• Opis fizyczny: bibliogr. 16 poz.

Twórcy

autor

Sawicki E.

• Wrocław, University of Technology, Institute Geotechnics and Hydrotechnics, pl. Grunwaldzki 9, 50-377 Wrocław

Bibliografia

• [1] BIOT M.A., General theory of three-dimensional consolidation. Journal of Applied Physics, February 1941, Vol. 12, 155-164.
• [2] Derski W., Zarys mechaniki ośrodków ciągłych, PWN, Warszawa, 1975.
• [3] EMMRICH R., Experimental verification of electro-kinetic consolidation model, PhD dissertation in Polish, Wrocław University of Technology, 1984, Report ser. PRE, No. 307.
• [4] KISIEL I.Reologia w budownictwie, Arkady, Warszawa, 1967.
• [5] KISIEL I. (éd.), Derski W., Izbicki R., MrózZ., Mechanika skal i gruntów, PWN, Warszawa, 1982.
• [6] KISIEL I., ŁYSIK B., Zarys reologii gruntów. Działanie obciążenia statycznego na grunt. Arkady, Warszawa, 1966.
• [7] SAWICKI A., Mechanika kontinuum. Wprowadzenie, Wydawnictwo IBW PAN, Gdańsk, 1994.
• [8] STRZELECKI T. (ed.), Kostecki S., Żak S., Modelowanie przepływów przez ośrodki porowate, DWE, Wrocław, 2007.
• [9] FlexPDE5 v5.0.7, "FlexPDE Reference", www//http.flexPDE.com
• [10] HUANG T.H., Chang C.S., Chao C.Y., Experimental and mathematical modeling for fracture of rock joint with regular asperities, Engineering Fracture Mechanics, 2002, Vol. 9, 1977-1996.
• [11] LEE S.D., HARRISON J.P., Empirical parameters for non-linear fracture stiffness from numerical experiments of fracture closure, International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 2001, 38,721-727.
• [12] LONDE P., SABARLY F., La distribution des perméabilités dans la fondation des barrages voûtés en fonction du champ de contrainte. Proc. Ist Congr. Rock Mechanics, 25 Septembre-1 Octobre 1966, Lisbon, Lab Nac Eng Civil, Vol. II, 517-522.
• [13] NAZRIDOUST K., AHMADI G., SMITH D.H., A new friction factor correlation for laminar single-phase flows through rock fractures, Journal of Hydrology, 2006, Vol. 329, 315-328.
• [14] QIAN J., Zhan H., Zhao W., Sun F., Experimental study of turbulent unconfined groundwater flow in a single fracture. Journal of Hydrology, 15 September 2005, Vol. 311, Issues 1-4, 134-142.
• [15] RUTQVIST J., STAPHANSSON O., The role of hydromechanical coupling in fractured rock engineering, Hydrology Journal, 2003, 11, Springer-Verlag, 7-40.
• [16] WITIIERSPOON P.A., Wang J.S.Y., Iwai K., Gale J.E., Validity of cubic law for fluid flow in a de- formable rock fracture, Water Resour. Res., 1980, 16, 1016-1024.