Características de consolidación unidimensional de suelos saturados considerando el efecto memoria del proceso de flujo

ZENG Tao ,  

FENG Tao ,  

CHEN Yabo ,  

YU Yongtang ,  

YAO Yao ,  

摘要

El estudio de las características de flujo a largo plazo en suelos saturados tiene una gran importancia. Se introduce la derivada fraccionaria de Riemann-Liouville (R-L) para corregir la ley de Darcy (denominado modelo de flujo corregido), con el fin de describir la evolución de la permeabilidad del suelo durante el proceso de flujo prolongado. Los resultados de ajuste de datos bibliográficos muestran que el modelo de flujo corregido puede describir mejor la variación no lineal de la velocidad del fluido con el tiempo, y que los valores anómalos del coeficiente de permeabilidad invertidos mediante el modelo están en un rango razonable. El modelo corregido se introduce en el sistema de ecuaciones de consolidación unidimensional de Biot, derivando la ecuación de difusión fraccionaria R-L; se emplea un esquema de diferencias explícito (dominio temporal) - implícito (dominio espacial) para el cálculo numérico; la validez del programa se verifica con dos ejemplos. Sobre esta base, se explora el efecto de los parámetros del modelo corregido en el proceso unidimensional de consolidación del suelo saturado. Los resultados indican que el orden fraccionario β refleja el grado de disminución de la permeabilidad del suelo, a mayor orden menor permeabilidad y más lenta la velocidad de consolidación. Además, entre los coeficientes de permeabilidad k y k_β, la influencia de k en la velocidad de consolidación del suelo predomina, por lo que suponer k = 0 para simplificar el proceso de ajuste es irracional.

关键词

suelos saturados; consolidación; derivada fraccionaria; ley de Darcy; método de diferencias finitas

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