基于多相微近场孔力学模拟非饱和多孔介质中的动态裂纹分叉
数值分析
2024-01-10 v1 数值分析
地球物理
摘要
非饱和多孔介质中的动态裂纹分叉在岩土工程、地球科学和石油工程等多个领域具有重要意义。本文采用最近发展的耦合微近场孔力学范式，对非饱和多孔介质中的动态裂纹分叉进行了数值研究。该范式通过引入固体骨架的微转动，扩展了近场孔力学模型。在此框架内，每个物质点具有三个自由度：位移、微转动和流体压力。与Cosserat连续体理论一致，与物质点微转动相关的长度尺度被内在地集成到模型中。本研究涵盖几个关键方面：(1) 验证耦合微近场孔力学范式在有效模拟可变形多孔介质中裂纹分叉的能力；(2) 研究排水条件下多孔介质中从单分叉到多分叉的转变；(3) 模拟动态加载条件下非饱和多孔介质中的单裂纹分叉；(4) 研究动态加载条件下非饱和多孔介质中的多裂纹分叉。本研究获得的数值结果经过系统分析，以阐明在动态加载下影响多孔介质动态裂纹分叉的因素。此外，全面的数值发现凸显了耦合微近场孔力学范式在精确模拟变饱和度多孔介质中动态裂纹分叉方面的有效性和鲁棒性。
引用
@article{arxiv.2401.04694,
title = {Modeling dynamic crack branching in unsaturated porous media through multi-phase micro-periporomechanics},
author = {Hossein Pashazad and Xiaoyu Song},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.04694},
year = {2024}
}