Исследование характеристик длительной фильтрации насыщенного грунта имеет важное значение. Введено исправление закона Дарси с использованием дробного производного по Риману-Лиувилю (R-L) (далее – исправленная модель фильтрации) для описания эволюции проницаемости грунта в процессе длительной фильтрации. Результаты аппроксимации данных литературы показывают, что исправленная модель фильтрации лучше описывает нелинейные изменения скорости жидкости во времени, а значения аномального коэффициента проницаемости, выведенные из модели, находятся в разумных пределах. Внесена исправленная модель фильтрации в одномерные уравнения консолидации Биота, выведено дробное диффузионное уравнение R-L; численные расчеты проведены с использованием явной (во времени) – неявной (в пространстве) разностной схемы; правильность программы проверена на двух примерах. На этой основе исследовано влияние параметров исправленной модели фильтрации на одномерный процесс консолидации насыщенного грунта. Результаты показывают: порядок дробного производного β отражает степень снижения проницаемости грунта – чем выше порядок, тем ниже проницаемость и медленнее скорость консолидации. Кроме того, среди коэффициентов проницаемости k и k_β преобладает влияние k на скорость консолидации, поэтому для упрощения аппроксимации предположение k = 0 является нецелесообразным.
关键词
насыщенный грунт; консолидация; дробные производные; закон Дарси; метод конечных разностей