Нестационарные колебания пористоупругого насыщенного жидкостью слоя грунта

Abstract

Рассмотрена задача о нестационарных колебаниях слоя пористоупругой насыщенной жидкостью среды, движение которой описывается системой дифференциальных уравнений Био. Используется численный метод конечных элементов для определения динамических перемещений твердой и жидкой фаз, порового давления и эффективных напряжений в твердой фазе. Проведен численный анализ одноосного нагружения слоя пористоупругого водонасыщенного грунта, изучены эффекты взаимодействия фаз в слое при различных значениях параметра проницаемости среды. Приведены численные результаты, показывающие, что процесс консолидации проходит медленнее при уменьшении проницаемости среды; для материала с высокой проницаемостью отмечается заметное демпфирование колебаний.

Розглянуто задачу про нестационарнi коливання шару пористопружного насиченою рiдиною середовища, рух якого описується системою диференцiальних рiвнянь Бiо. Застосовано чисельний метод скiнечнних елементiв для знаходження динамiчних перемiщень твердої i рiдкої фаз, порового тиску й ефективних напруг у твердiй фазi. Проведено чисельний аналiз одноосьового навантаження шару пористоупружного єрунту, що насичений водою, дослiджено ефекти взаємодiї фаз у шарi при кiлькох значеннях параметра проникностi середовища. Наведено чисельнi результати, якi показують, що процес консолiдацiї проходить повiльнiше при зменшеннi проникностi середовища; для матерiалу з високою проникнiстю вiдзначається помiтне демпфiрування коливань.

Non-stationary oscillations of the fluid saturated poroelastic layer problem is considered. Motion is described by Biot system of differential equations. The numerical method of finite elements for calculation of dynamic movements of solid and liquid phases, porous fluid pressure and effective stresses in a solid phase is used. The numerical analysis of single-axis loading of a layer of poroelastic fluid saturated ground is conducted, the effects of interaction of phases in a layer are investigated at various values of permeability parameter. The numerical outcomes are adduced, indicating that the process of consolidation passes slower at decreasing of a permeability of media; for a material with a high permeability the noticeable damping of oscillations is marked.