非饱和多孔介质中无引导开裂的计算多相近场动力学孔隙力学
数值分析
2022-03-29 v3 数值分析
摘要
本文构建并实现了一个用于非饱和多孔介质中无引导断裂的计算多相近场动力学孔隙力学模型。固相的同一控制方程适用于裂纹上和裂纹外。该框架中的裂纹形成是自主的，无需预先估计裂纹拓扑结构。作为一项新贡献，我们利用非饱和多孔介质的近场动力学有效力状态，构建了一个基于能量的任意裂纹形成准则。断裂空间中的非饱和流体流动以简化方式建模，与体相中非饱和流体流动的非局部公式保持一致。所构建的非饱和断裂近场动力学孔隙力学模型通过时间上的分步算法和空间上的两相混合无网格法进行数值实现。两步算子分裂将耦合的近场动力学孔隙力学问题转化为一个不排水变形与断裂问题和一个变形骨架构型中的非饱和流体流动问题。通过对平面内张开型裂纹和剪切型裂纹进行数值模拟，验证了断裂非饱和近场动力学孔隙力学模型的准确性和鲁棒性。随后，给出了非饱和土试样中翼型裂纹和非平面裂纹的数值算例，以证明所提出的多相近场动力学孔隙力学模型用于非饱和多孔介质无引导开裂的有效性。
引用
@article{arxiv.2108.10433,
title = {Computational multiphase periporomechanics for unguided cracking in unsaturated porous media},
author = {Shashank Menon and Xiaoyu Song},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.10433},
year = {2022}
}