Výpočty sdružených úloh napjatosti a proudění pro rozpukanou horninu
Title Alternative:Calculations of coupled probléme of stress and flow for fractured rock.
Loading...
Date
2009
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Technická Univerzita v Liberci
Abstract
Tato diplomová práce se zabývá výpočty sdružených úloh napjatosti a proudění v puklinovém prostředí. Samostatně počítáme úlohu napjatosti, výsledky aplikujeme v úloze proudění. Pukliny aproximujeme tzv. měkkým materiálem (což je modelový materiál, jehož modul pružnosti je nižší než modul pružnosti horniny). Materiálové prostředí pukliny umožňuje řešit úlohu s diskontinuitami jako spojitý problém. Nejprve počítáme úlohu napjatosti na bloku horniny s jednou puklinou (v prostředí Ansys), vyhodnocujeme vliv různých materiálů pukliny (lineárních a nelineárních). Nelineární model se ukazuje jako nejlepší aproximace ze všech uvažovaných. Prostřednictvím změny rozevření pukliny získáme změněnou hydraulickou vodivost, k tomuto účelu bylo nutné vytvořit samostatný skript v Matlabu. Hydraulickou vodivost pak použijeme k výpočtu úlohy proudění (v software Flow123D). V závěrečné části vyhodnocujeme vliv různého poměru tlaků na změnu šířky pukliny, hydraulickou vodivost a tok horninou. Pro proměnlivé zatížení ze stran se puklina postupně uzavírá. Pokud blok postupně zatěžujeme seshora a zdola, nejprve dojde k zúžení, dále se puklina trochu otevírá, což odpovídá reálnému chování rozpukané horniny.
This Diploma Thesis deals with solution of coupled problems of stress and flow for fractured rock. We solve a stress problem separately and then we apply results of this problem to the flow problem. Fractures in the rock are approximated by so-called soft material (it is model material, its Young's modulus is smaller than Young's modulus of the rock). It makes possible to solve discontinuous problem like a continuous problem. First we solve the stress problem of the rock with one fracture (in software Ansys), we investigate an influence of different kinds of fracture materials (linear and nonlinear). Nonlinear material is the best approximation of all mentioned models. Through the change of fracture aperture we obtain changed hydraulic conductivity. For this purpose it is necessary to create independent script in Matlab. We use hydraulic conductivity for the solution of the flow problem (in software Flow123D). In the end we investigate an influence of different stress ratio on fracture aperture, hydraulic conductivity and flow through the rock. For variable stress on the sides the fracture gradually closes. For variable stress on foreside and lower side the fracture closes and then it opens again. It agrees with behaviour of the real fractured rock.
This Diploma Thesis deals with solution of coupled problems of stress and flow for fractured rock. We solve a stress problem separately and then we apply results of this problem to the flow problem. Fractures in the rock are approximated by so-called soft material (it is model material, its Young's modulus is smaller than Young's modulus of the rock). It makes possible to solve discontinuous problem like a continuous problem. First we solve the stress problem of the rock with one fracture (in software Ansys), we investigate an influence of different kinds of fracture materials (linear and nonlinear). Nonlinear material is the best approximation of all mentioned models. Through the change of fracture aperture we obtain changed hydraulic conductivity. For this purpose it is necessary to create independent script in Matlab. We use hydraulic conductivity for the solution of the flow problem (in software Flow123D). In the end we investigate an influence of different stress ratio on fracture aperture, hydraulic conductivity and flow through the rock. For variable stress on the sides the fracture gradually closes. For variable stress on foreside and lower side the fracture closes and then it opens again. It agrees with behaviour of the real fractured rock.
Description
katedra: NTI; rozsah: 65
Subject(s)
napjatost, proudění, rozpukaná hornina, ansys, flow123d, stress, flow, fractured rock, ansys, flow123d