Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad ali Rowshan Zamir,Abas Eslami haghighat
محمدعلی روشن ضمیر (استاد راهنما) عباس اسلامی حقیقت (استاد راهنما)
 
STUDENT
Mohamadtaqi Baqersad
محمدتقی باقرصاد

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

Comparison of Coupled and Uncoupled Equations of Consolidation Using Finite Element Method
Elastic deformations of porous media have been discussed by theory of poroelastic which behavioral model, fluid pressure, and elastic displacements of porous media are considred. When a porous material deform, its volume may change which leads a variation in confined fluid pressure. Soil is one of the poroelastic materials that mass soil volume reduction can be due to the rearrangement of particles along with expulsion of air and water from porous soil mass. Thus the deformation of solid phase and fluid phase pressure depended on each other. This means the solution of consolidation equations is involved with solving storage equation as well as equilibrium equations. In this way the fluid phase pressure and deformation of porous media are calculated simultaneously. As the concurrent solution of coupled consolidation equations is a formidable task, it is common to calculate pore pressure independently and then using pore pressure in order to calculate consolidation deformations. To derive uncoupled consolidation equations some assumptions are considered in coupled consolidation equations that these assumptions can make some changes in the analysis of consolidation results. The main goal of this study is to investigate the consolidation of saturated porous media. In this context the solution of coupled and uncoupled consolidation equations are considered and discussed rigorously. A computer program based on MATLAB software computer programming was then developed by which a two dimensional poroelastic soil mass may be modeled to solve both coupled and uncoupled consolidation equations. Using the software several parametric studies were made and the results from both the two approaches were compared. Furthermore, the results have been presented and compared in axisymmetric and plain strain conditions. As an important result of this study, a good agreement was found in the procedures of coupled and uncoupled consolidation analysis results in plain strain and axisymmetric conditions. This presents an indication that uncoupled consolidation analysis may be used to evaluate consolidation of porous media at certain conditions. Key Words: Poroelastic, Finint Element Method, Consolidation Theaory, Plain Strain, Axisimmetric.
بررسی تغییر شکل‌های الاستیک محیط متخلخل با استفاده از مدل رفتاری پوروالاستیک صورت می‌گیرد که در این مدل رفتاری، فشار سیال و تغییر شکل‌های الاستیک محیط متخلخل بررسی می‌شوند. هنگامی‌ که ماده متخلخل تغییر شکل می‌دهد حجم آن می‌تواند تغییر کرده و باعث تغییر در فشار مایع محبوس در آن گردد. خاک یک نمونه از مواد پوروالاستیک می‌باشد که کاهش حجم توده خاک می‌تواند ناشی از جابه‌جایی دانه‌های جامد، خروج هوا و یا خروج آب از توده متخلخل خاک باشد بنابراین، تغییر شکل فاز جامد و فشار فاز سیال در حالت کلی به هم وابسته می‌باشند. بر این اساس حل روابط حاکم بر فرایند تحکیم، شامل حل رابطه ذخیره و روابط تعادل به صورت همزمان می‌باشد به گونه‌ای که فشار فاز مایع و جابه‌جایی‌های محیط متخلخل به صورت همزمان محاسبه می‌گردند. با توجه به این‌که حل روابط تحکیم همبسته به صورت همزمان دارای پیچیدگی خاصی می‌باشد، در صورتی که بتوان فشارمنفذی را به صورت مستقل محاسبه و سپس با استفاده از آن مقادیر تغییر شکل‌‌ها را محاسبه نمود، می‌توان این سیستم معادلات حاکم بر فرایند تحکیم را به صورت مستقل حل نمود. جهت دست یابی به روابط حاکم در این حالت، فرضیاتی در روابط همبسته حاکم صورت می‌گیرد که این فرضیات می‌تواند منجر به ایجاد تغییراتی در نتایج حاصل گردد. هدف از این مطالعه، بررسی تحکیم محیط متخلخل اشباع می‌باشد که با حل روابط حاکم بر فرایند تحکیم به صورت همبسته و غیر همبسته به این امر پرداخته می‌شود. بدین منظور یک برنامه کامپیوتری در محیط برنامه نویسی متلب تهیه گردیده که قادر به مدل سازی توده خاک به صورت یک توده دو بعدی پوروالاستیک می‌باشد که با حل معادلات همبسته و غیرهمبسته، نتایج حاصل با یکدیگر مقایسه می‌شوند. همچنین در این پروژه نتایج در دو حالت کرنش صفحه‌ای و تقارن محوری نیز ارائه و مقایسه شده‌اند. از مهمترین نتایج حاصل از این مطالعه، یکسان بودن روند نتایج حاصل از تحلیل تحکیم همبسته و غیر همبسته در شرایط کرنش صفحه‌ای و تقارن محوری می‌باشد که نشان دهنده امکان استفاده از نتایج تحلیل تحکیم غیرهمبسته در شرایطی جهت بررسی تحکیم محیط متخلخل می‌باشد. کلمات کلیدی: پوروالاستیک، المان محدود، تحکیم، کرنش صفحه‌ای، تقارن محوری

ارتقاء امنیت وب با وف بومی