Analytical and Numerical Methods in Mining Engineering (Nov 2014)
حل تحلیلی توابع گرین برای معادلات محیط پوروالاستیک
Abstract
در حالت عادی سنگ در زیر سطح زمین دارای منافذ و ناپیوستگی است. این ناپیوستگی‌ها معمولاً از یک یا چند نوع فاز سیال (آب، هوا، نفت و غیره) اشباع هستند. وجود این سیالات اثرات زیادی بر رفتار مکانیکی توده سنگ دارد. از جمله این آثار نزدیک شدن حالت تنش به سطح گسیختگی و تأثیر فشار منفذی بر تغییر شکل سنگ است. برای در نظر گرفتن این اثرات نیاز است که پاسخ محیط سنگی در چارچوب فضای متخلخلِ الاستیک بررسی شود. بدین منظور باید از تئوری پوروالاستیسیته استفاده نمود. در محیط پوروالاستیک معادلات حاکم و روابط تنش-کرنش و کرنش-جابجایی به دلیل وجود فشار منفذی و وابستگی میزان جابجایی‌ها و فشار منفذی به یکدیگر تغییر می‌کند. در این مقاله پس از ارائه معادلات اساسی و روابط لازم جهت بررسی رفتار و پاسخ سنگ در محیط پوروالاستیک با استفاده از یکی از روش‌های پتانسیل، وابستگی میدان جابجایی و فشار منفذی از بین می‌رود. سپس معادلات دیفرانسیل مستقل و وابسته به زمان حاصل برای یک نیرو و منبع سیال نقطه‌ای حل و توابع گرین آن به دست می‌آید. توابع گرین حاصل می‌توانند در ادامه به‌سادگی در یکی از روش‌های عددی مانند المان مرزی جهت بررسی پاسخ محیط سنگی به اثرات پوروالاستیک بکار روند.
