Repozytorium publikacji - Politechnika Gdańska

Tematem pracy jest modelowanie przepływu wody w gruntach nienasyconych o podwójnej porowatości, które charakteryzują się obecnością dwóch podobszarów porowatych o skontrastowanych parametrach hydraulicznych. Jako punkt wyjścia przyjęto, że w skali lokalnej przepływ w obu podobszarach jest opisany równaniem Richardsa. Przedstawiono wyprowadzenie dwóch modeli przepływu w skali makroskopowej przy użyciu metody homogenizacji asymptotycznej. Modele te dotyczą odpowiednio gruntu z inkluzjami słabo przepuszczalnymi oraz z inkluzjami silnie przepuszczalnymi. Dla każdego z tych przypadkow otrzymano model w formie pojedynczego równania nieliniowego. Efektywny współczynnik przewodności jest zdefiniowany poprzez rozwiązanie lokalnego problemu brzegowego w pojedynczym elemencie reprezentatywnym. Współczynnik ten nie zależy od przewodności inkluzji. Dla gruntu z inkluzjami słabo przepuszczalnymi otrzymano model z dodatkowym członem całkowym, opisującym wymianę wody miedzy dwoma podobszarami (model lokalnej nierównowagi ciśnienia). Otrzymane modele porównano z innymi, istniejącymi w literaturze. Zostały one również zaimplementowane w programie DPOR-1D. Program umożliwia symulację przepływu makroskopowo jednowymiarowego z uwzględnieniem trójwymiarowej geometrii inkluzji (metoda różnic skończonych i schemat iteracyjny Newtona). Otrzymane wyniki są zgodne z rozwiązaniem numerycznym w skali lokalnej, w którym niejednorodna struktura gruntu jest uwzględniona w sposób jawny. Symulacje numeryczne programem DPOR-1D są również zbieżne z wynikami eksperymentalnymi (infiltracja w kolumnie o wysokości 60 cm, wypełnionej mieszaniną piasku i kulek z wypalonej gliny).

Autorzy

• prof. dr hab. inż. Adam Szymkiewicz link otwiera się w nowej karcie