تحليل ديناميكي(لرزه‌اي) همبسته محيط‌هاي متخلخل با پلاستيسيته عمومي و فرض برقراري جريان غيردارسي

Dynamic Analysis of Porous Media using Generalized Plasticity Model and Non-Darcy Flow Rule

معادلات بيوت كه اندركنش سيال و خاك را به‌طور همزمان درنظر مي‌گيرند از كاربردي‌­ترين روابط موجود در تحليل­ روان‌گرايي محيط‌هاي متخلخل هستند. اما به‌دليل افزايش ناگهاني اضافه فشار در اثر تحريك لرزه­اي و وقوع گراديان­‌هاي هيدروليكي بالا، فرض جريان دارسي به‌كار رفته در اين معادلات مورد ترديد قرار مي‌گيرد. در بررسي حاضر در معادلات u-p جريان از نوع غيردارسي (دارسي معادل) درنظر گرفته شده، رفتار غيرخطي خاك نيز با مدل پاستور- زينكويچ- چان مدل مي­شود. براي صحت­سنجي آزمايش شماره يك VELACS مدل‌سازي شده و اثر فرض غيرخطي جريان سيال روي نتايج بررسي شده است. در ضرايب نفوذپذيري كم نتايج حاصل از جريان غير­دارسي و دارسي بر هم منطبق هستند ولي در ضرايب نفوذپذيري بالا، به‌خصوص در زمان­هاي ثانويه واعماق بيشتر، از هم فاصله مي­‌گيرند.

Biot equations that consider fluid and soil interaction at the same time are the most applicable relationships in the soil dynamic analysis. However, in dynamic analysis, due to the sudden increase in the excess pore pressure caused by seismic excitation and the occurrence of high hydraulic gradients, the assumption of the Darcy flow used in these equations is questionable. In the present study, in the u-p form of Biot equations, non-Darcy flow is considered. Also, the nonlinear behavior of soil is modeled by the Pastor-Zienkiewicz -Chan model. For validation, the VELACS No.1 experiment is modeled and the effect of the nonlinear fluid flow assumption on the results is examined. The results indicate that in the low permeability coefficients, the obtained results of the non-Darcy and Darcy flow are in agreement; however, in high permeability coefficients, these two methods differ by time and depth.