تئوری پوروالاستیتسیته و کاربرد آن در تحلیل تنش مؤثر در محیط های متخلخل

رفتار مکانیکی محیط های سنگی و خاکی عمدتاً تابعی از اندکنش المان های مختلف این محیط ها (فاز های جامد و مایع) در سطح فازهای مختلف است. تنش مؤثر و تئوری پوروالاستیسته از مفاهیمی است که توسط محققین مختلف بر اساس اندکنش این فازها و به منظور تحلیل های محیط های متخلخل ارائه شده است. تئوری مواد پوروالاستیک مدلی است که به شرح رفتار سیال درون محیط های متخلخل می پردازد. ایده اساسی این تئوری این است که فشار سیال درون محیط متخلخل بر روی تنش کلی ماتریکس محیط مؤثر بوده و به تنهایی منجر به کرنش ماتریکس می شود. در حقیقت تئوری پوروالاستیسیته سطح بالاتری از تئوری کلاسیک الاستیسیته است و مفاهیمی مانند فشار منفذی و کرنش منفذی که مشابه آنها در تئوری الاستیسیته دیده نمی شود را شامل می شود. این تئوری نه تنها از مفاهیم متغیرهایی استفاده می کند که در مکانیک کلاسیک وجود ندارد، بلکه به شرح و پیش بینی پدیده های می پردازد که مشابهی در تئوری های کلاسیک ندارند. نتایج حاصل از این پژوهش نشان می دهد تحلیل میدان تنش مؤثر در محیط های خاکی بوسیله معادله تنش مؤثر ترزاقی (σ(ji)=σ(ij)+pδ(ij و در محیط های سنگی به وسیله تئوری تنش مؤثر بایوت (σ''(ij)=σ'(ij)-(1-K/K(s))Pδ(ij فرمول بندی می شود. این در حالی است که قوانین الاستوپلاستیک بدست آمده بر اساس تئوری تنش مؤثر ترزاقی و کرنش کلی، عموماً برآورد بیش از حد واقعی از مقاومت برشی مواد دانه ای و سنگ های زیرسطح ایستایی ارائه می دهند. لذا معادله تنش مؤثر ترزاقی برای رس، ماسه و خاک های مشابه مناسب است، در حالی که مدل های مناسب برای سنگ های اشباع به وسیله معادله تنش مؤثر بایوت بهتر فرمول بندی می شوند.

کلیدواژه ها:

تنش مؤثر ، تئوری پوروالاستیسیته ، تئوری بایوت ، فشار منفذی ، محیط های متخلخل