مکانیک محیط‌های متخلخل

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو

مکانیک محیط‌های متخلخل شاخه‌ای از فیزیک است که به رفتار موادی متخلخل را که با یک سیال مثل آب اشباع شده‌اند را بررسی می‌کند. ماده متخلخل به ماده‌ای گفته می‌شود که شامل یک شبکه بهم پیوسته از خلل و فرج باشد که توسط آب یا سیال دیگر پر شده باشد. بسیاری از مواد طبیعی مثل خاک یا بافت‌های بدن مثل غضروف، استخوان، ماهیچه مثال‌هایی از مواد متخلخل می‌باشند.

تاریخچه بررسی و مدل سازی[ویرایش]

مکانیک محیط‌های متخلخل از مکانیک خاک نشات می‌گیرد که بطور خاص با تحقیقات کارل فون ترزاقی (به انگلیسی: Terzaghi)،دانشمند اتریشی و پدر مکانیک خاک، پایه ریزی شده است. تئوری کامل تری از مکانیک محیط‌های متخلخل به موریس انتونی بیو ، دانشمند بلژیکی-آمریکایی، نسبت داده می‌شود که در زمانی که در شرکت نفتی شل مشغول به کار بود چاپ شده است. معادلات بیو در سال ۱۹۸۰ برای بررسی رفتار مکانیکی غضروف توسط وان ماو (به انگلیسی: Van Mow) استفاده شد.

معادلات[ویرایش]

معادلات مکانیک محیط‌های متخلخل طبق معادلات بیو از معادلات زیر بدست آورده می‌شوند:

  1. معادله خطی الاستیسیته
  2. معادله معادلات ناویه-استوکس برای سیال لزج
  3. قانون دارسی برای عبور سیال از خلل و فرج


منابع[ویرایش]

  • Terzaghi, K., 1943, Theoretical Soil Mechanics, John Wiley and Sons, New York
  • Frenkel, J., 1944, On the theory of seismic and seismoelectric phenomena in moist soil, Journal of Physics, 8, 230-241. (available as pdf here). , doi:10.1061/(ASCE)0733-9399(2005)131:9(879)  Missing or empty |title= (help)
  • Gassmann, Fritz (1951). "Elastic waves through a packing of spheres". Geophysics 16 (4): 673–685. Bibcode:1951Geop...16..673G. doi:10.1190/1.1437718.  More than one of |last1= and |surname= specified (help); More than one of |first1= and |given= specified (help)
  • Biot, M.A., 1941. General theory of three dimensional consolidation, Journal of Applied Physics, 12, 155-164. , Bibcode:1941JAP....12..155B, doi:10.1063/1.1712886  Missing or empty |title= (help)
  • Biot, M.A., 1956. Theory of propagation of elastic waves in a fluid saturated porous solid. I Low frequency range, The Journal of the Acoustical Society of America, 28, 168-178. , Bibcode:1956ASAJ...28..168B, doi:10.1121/1.1908239  Missing or empty |title= (help)
  • Biot, M.A., 1956. Theory of propagation of elastic waves in a fluid saturated porous solid. II Higher frequency range, The Journal of the Acoustical Society of America, 28, 179-191 , Bibcode:1956ASAJ...28..179B, doi:10.1121/1.1908241  Missing or empty |title= (help)
  • Biot, M.A., 1957. The elastic coefficients of the theory of consolidation, Journal of Applied Mechanics, Trans. ASME, 24, 594-601.
  • Biot, M.A., 1962. Mechanics of deformation and acoustic propagation in porous media, Journal of Applied Physics, 33, 1482-1498. , Bibcode:1962JAP....33.1482B, doi:10.1063/1.1728759  Missing or empty |title= (help)
  • Mow, V. C., M. H. Holmes, and W. M. Lai. 1984. Fluid transport and mechanical properties of articular cartilage: a review. Journal of Biomechanics17:,77–394 , doi:10.1016/0021-9290(84)90031-9  Missing or empty |title= (help)