عنوان پایان‌نامه
مدل‌سازی هیدرومکانیک ترک خوردگی محیط متخلخل اشباع با استفاده از مدل ترک چسبنده و روش اجزای محدود بسط یافته
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - مکانیک خاک وپی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 2177;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 72672
- تاریخ دفاع
- ۲۶ دی ۱۳۹۴
- دانشجو
- احسان متولی حقیقی
- چکیده
- بسیاری از سازه های موجود از مصالحی نظیر بتن و خاک تشکیل شده است. این مواد متخلخل دارای فاز¬های متفاوتی می¬باشد. رفتار محیط¬های متخلخل در حضور یک یا چند مایع بسیار پیچیده¬تر از رفتار محیط¬های تک فاز است. تحلیل محیط¬های متخلخل دارای ناپیوستگی دارای کاربرد زیادی در شاخه های مختلف مهندسی نظیر سازه و زلزله، سازه های هیدرولیکی، منابع آب و ژئوتکنیک است. رفتار مکانیکی محیط های متخلخل اشباع متاثر از اندرکنش اسکلت جامد با سیال منفذی موجود در فضای خالی می¬باشد. لذا تحلیل عددی محیط متخلخل اشباع با استخراج معادلات دیفرانسیل حاکم و حل دستگاه معادلات منتجه که اثر تغییر شکل اسکلت جامد و جریانات سیال منفذی را در بر می¬گیرد، حاصل می¬شود. ارائه مدل های مربوط به ترک در مباحث مهندسی به خصوص در مهندسی عمران و مکانیک در دهه های اخیر مورد توجه محققین قرار گرفته است و تئوری های مربوط به مکانیک شکست و مدل های آسیب توسعه چشمگیری یافته است. در سال¬های اخیر با مطرح شدن مقوله نگهداری زباله های اتمی در گالری های عمیق زیرزمینی، مقوله ترک¬خوردگی در گالری¬های ذخیره¬سازی زباله¬های اتمی مورد توجه ویژه ای قرار گرفته است. مباحث مربوط به ایجاد، انتشار و توسعه ترک در فضاهای زیر زمینی حفاری شده برای نگهداشت زباله اتمی در سال های اخیر مطرح شده است. در این رساله سعی بر آن است که خود ترک در محیط اشباع مدل سازی شود. بدین منظور بایستی یک ناپیوستگی در میدان تفییر مکان جامد در نظر گرفته شود. این ناپیوستگی در میدان تغییر مکان باعث ایجاد ناپیوستگی در میدان تنش و دبی خروجی مایع از ترک می¬شود. برای مدل¬سازی این ناپیوستگی در میدان تنش از رابطه ترک چسبنده که تغییر مکان نسبی دو سر ترک را به تنش چسبندگی مرتبط می¬¬سازد، استفاده می¬کنیم. با توجه به پیچیدگی فرمول بندی ارائه شده با استفاده از این روش، حل تحلیلی معادلات ممکن نیست و برای حل این معادلات نیاز به روش عددی داریم. برای حل این معادلات از روش اجزای محدود بسط یافته استفاده می¬کنیم.
- Abstract
- In the present study, the propagation of the crack in saturated porous media was modeld. Due to the infinite stress at crack tip, the cohesive crack modeled was used. Cohesive crack model limit the stress field around the crack to the yield stress. The propagation of the crack was modeld by J-Entegration and Non-local stress. Considering the skeleton and liquid phases for saturated porous media, water pressure and displacement are the prameters of the media. The differential equation was discreted at time and space. The XFEM and diffrential method was used for space and time discretization, recpectiviely. The water exchange is calculated by rewriting the liquid conservative equation. The permability of the crack was modeld using a distict permability that related to the crack opening.
