Características de consolidação unidimensional de solos saturados considerando o efeito memória do processo de fluxo

ZENG Tao ,  

FENG Tao ,  

CHEN Yabo ,  

YU Yongtang ,  

YAO Yao ,  

摘要

O estudo das características de fluxo em corpos de solo saturado por longos períodos tem grande importância. A derivada fracionária de Riemann-Liouville (R-L) foi introduzida para corrigir a lei de Darcy (denominado modelo de fluxo corrigido) para descrever a evolução da permeabilidade do solo durante o processo de fluxo prolongado. Os resultados do ajuste de dados bibliográficos mostram que o modelo corrigido de fluxo pode descrever melhor a variação não linear da velocidade do fluido ao longo do tempo, e os valores anômalos do coeficiente de permeabilidade invertidos pelo modelo estão em uma faixa razoável. O modelo corrigido foi inserido no sistema de equações de consolidação unidimensional de Biot, derivando a equação de difusão fracionária R-L; o cálculo numérico foi realizado com um esquema explícito (domínio temporal) - implícito (domínio espacial); a correção do programa foi verificada por dois exemplos. Com base nisso, foi investigado o efeito dos parâmetros do modelo corrigido no processo unidimensional de consolidação do solo saturado. Os resultados mostram que a ordem fracionária β reflete o grau de diminuição da permeabilidade do solo; quanto maior a ordem, menor a permeabilidade e mais lenta a velocidade de consolidação. Além disso, entre os coeficientes de permeabilidade k e k_β, a influência de k na velocidade de consolidação domina, portanto, supor k=0 para simplificar o processo de ajuste não é razoável.

关键词

solo saturado; consolidação; derivada fracionária; lei de Darcy; método de diferenças finitas

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