Войти
Пороупругость - это область материаловедения и механики, изучающая взаимодействие между потоком жидкости и деформацией твердых тел в линейной пористой среде, и это расширение упругости и потока пористой среды (уравнение диффузии). Деформация среды влияет на поток жидкости и наоборот. Теория была предложена Морисом Энтони Био (1935, 1941) как теоретическое расширение моделей уплотнения почвы, разработанных для расчета осадки конструкций, размещенных на пористых почвах, насыщенных жидкостью. Теория пороупругости широко применяется в геомеханике, гидрологии, биомеханике, механике тканей, клеточной механике и микромеханике.
Интуитивное представление о реакции насыщенной эластичной пористой среды на механическую нагрузку можно развить, подумав или экспериментируя с губкой, насыщенной жидкостью. Если сжимать губку, насыщенную жидкостью, жидкость будет вытекать из губки. Если губка находится в резервуаре с жидкостью и давление сжатия впоследствии снимается, губка повторно впитывает жидкость и расширяется. Объем губки также увеличится, если ее внешние отверстия будут закрыты, а давление поровой жидкости увеличится. Основные идеи, лежащие в основе теории пороупругих материалов, заключаются в том, что давление поровой жидкости способствует общему напряжению в пористой матричной среде, и что только давление поровой жидкости может деформировать пористую матричную среду. В пористой среде происходит движение жидкости из-за разницы в давлении поровой жидкости, создаваемой различными деформациями объема поры, связанными с механической нагрузкой на пористую среду.
Теории пороупругости могут можно разделить на две категории: статические (или квазистатические) и динамические теории, так же, как механику можно разделить на статику и динамику. Статическая пороупругость рассматривает процессы, в которых движение жидкости и деформация твердого каркаса происходят одновременно и влияют друг на друга. Статическая пороупругость в литературе является преобладающей для пороупругости; В результате этот термин используется как синоним пороупругости во многих публикациях. Эта статическая теория пороупругости является обобщением теории одномерной консолидации в механике грунтов. Эта теория была разработана на основе работы Био в 1941 году. Динамическая пороупругость предлагается для понимания распространения волн как в жидкой, так и в твердой фазах насыщенных пористых материалов. Включены инерционная и соответствующая кинетическая энергия, которые не учитываются в статической пороупругости. Это особенно необходимо, когда скорость движения фаз в пористом материале значительна, например, когда присутствует вибрация или волны напряжения. Динамическая пороупругость была разработана благодаря работам Био по распространению упругих волн в средах, насыщенных жидкостью.
Ссылки по теории пороупругости:
