ترجمه فارسی عنوان مقاله

شبیه سازی عددی اجزاء محدودفرونشست زمین و استخراج آبهای زیرزمینی بر اساس نظریه تحکیم بایوت لزجی-ارتجاعی-پلاستیکی

عنوان انگلیسی

Finite element numerical simulation of land subsidence and groundwater exploitation based on visco-elastic-plastic biot's consolidation theory

کد مقاله	سال انتشار	تعداد صفحات مقاله انگلیسی
20389	2011	10 صفحه PDF

منبع

Publisher : Elsevier - Science Direct (الزویر - ساینس دایرکت)

Journal : Journal of Hydrodynamics, Ser. B, Volume 23, Issue 5, October 2011, Pages 615–624

فهرست مطالب ترجمه فارسی

چکیده

مقدمه

نظریه تحکیم بایوت

مدل مشخصه/متشکله خاکها

افزایش لزجی-پلاستیکی

معادله ی اجزاء محدود لزجی-ارتجاعی-پلاستیکی نظریهی تحکیم بایوت

مدل پویای پارامترها

غیرخطی بودن تخلخل و نفوذپذیری

شرط اولیه

شرط ابتدایی نشست

شرط اولیه ی تنش زمین

شرایط مرزی/کرانه

شرایط مرزی نشست

شرط مرزی نوع دوم

شرط مرزی نوع سوم

شرایط مرزی سطح ازاد

شرط مرزی جابجایی

نرم افزارهای مهندسی

موقعیت مهندسی

نمودار 2: نقشه ی فرونشست و شکاف زمین شهر کانگژو در آخر سال 2005 ( متر)

شرایط مرزی و گسسته سازی فضایی

نمودار 3: منفذ مسطح/صفحه ای ناحیه ی مورد مطالعه

نمودار 4: منفذ عمودی ناحیه مورد مطالعه

نمودار 5: پارامتر آبشناختی نقشه ی منطقه بندی لایه ی 3

شناسایی و تأیید پارامترها

پیش بینی مدل

نمودار 1: پارامتر آبشناختی نقشه ی منطقه بندی لایه ی 3

نمودار 6: مقایسه ی نتایج شبیه سازی شده با داده های مشاهده ش سطح آب های زیرزمینی لایه 1

تحلیل نتایج محاسباتی

نمودار 7: مقایسه نتایج شبیه سازی شده با داده های مشاهده شده ی سطح آبهای زیرزمینی برای لایه 3

نمودار 8: مقایسه نتایج شبیه سازی شده با داده های مشاهده شده ی و فرونشست سال 2008

نمودار 9: رابطه ی بین سطح آب و فرونشست زمین سال 2012

نمودار 10: رابطه ی بین سطح آب و فرونشست زمین سال 2012

نمودار 11: نقشه ی پیش بینی فرونشست زمین سال 2012

نمودار 12: نقشه ی پیش بینی جابجایی افقی سال 2012

نمودار 13: منطقه بندی خطر شکاف های زمین

نتیجه گیری

ترجمه کلمات کلیدی

اموال هیسترتیک - نشست زمین - ارتباط سازنده ویسکو الاستیک و پلاستیک - مدل اجزاء محدود

کلمات کلیدی انگلیسی

hysteretic property, land subsidence, visco-elastic-plastic constitutive relationship, finite element model,

ترجمه چکیده

فرونشست زمین بر اساس استخراج زیرزمینی با توجه به کاهش سطح زیرین آبهای زیرزمینی ماهیتی مشخصاً پسماند (هیسترسیس‌) دارد، و نشست نابرابر اغلب منجر به ایجاد شکافهای زمینی می شود. برای بررسی این ویژگی های مهم، یک رابطه ی مشخصه ی لزجی-ارتجاعی-پلاستیکی به همراه جفت گیری فرورفت و تغییر شکل خاک پیشنهاد شده، و یک مدل اجزاء محدود به همراه ضرایب متغیر بر اساس نظریه ی تحکیم بایوت ایجاد شده است. با توجه به کنترل استخراج آبهای زیرزمینی و فرونشست زمین در شهر کانگژو، استان هبی، انواع سطح های زیرین آبهای زیرزمینی و گسترش فرونشست زمین بدلیل استخراج آبهای زیرزمینی شبیه سازی شده و شکاف های زمین با محاسبات افقی جابجایی پیش بینی شده اند. نتایج نشان می دهد که فاصله ی زمانی بین فرونشست زمین و نشیب سطح زیرین آبهای زیرزمینی حدود یک ماه است، و نتایج شبیه سازی شده شکاف ها نیز با داده های مشاهده شده همخوانی دارد. این مدل بخوبی خصوصیت تعامل بین فرونشست زمین و استخراج آبهای زیرزمینی را اثبات می کند.

ترجمه مقدمه

از دهه ی هشتاد قرن گذشته، فرونشست زمین بدیلیل استخراج آبهای زیرزمینی به مسئله ای مهم و تحقیقی بدل شده است. در جریان روند تحکیم/یکپارچگی، خاک ویژگی های پسماند مشخصی را بدلیل تأثیر زمانی روند فشردگی خاک رس از خود نشان می دهد. به همین دلیل است که فرونشست زمین همیشه بعد از نشیب سطح زیرزمینی رخ می دهد. علاوه بر این، شکاف های زمین که به دلیل استخراج آبهای زیرزمینی ایجاد شده همیشه با فرونشست زمین در توزیع های زمانی و مکانی مرتبط بوده و همزمانی مشخصی را در فعالیتها از خود نشان می دهد. این نوع همزیستی و ثبات یک منبع مشخص دارد: سرچشمه ی آب بدلیل استخراج آبهای زیرزمینی کاهش یافته است. مدلهایی که فرونشست زمین را براساس استخراج آبهای زیرزمینی توصیف می کند به واقع بر اساس ملاحظات نظری هستند. برای مثال ، اولین مدل چینی فرونشست زمین در سال 1989 در شانگهای ایجاد شد. بعد از آن، مدل سوم در اواخر قرن 20 میلادی ایجاد شد و هم چنان در ارتباط با تغییر شکل غیرخطی در دست مطالعه و بررسی می باشد. تیانجین در سال 1995 اولین مدل ترکیبی سه بعدی فرونشست زمین و یک-بعدی تحکیم را مطرح کرد. با این حال، بدلیل پیچیدگی این مسئله، ویژگی های روانه شناختی و جابجایی افقی سفره آب در این مدلها مد نظر نبوده است. پارامترهای هیدرولیکی (آبی) اغلب در ارتباط با نفوذپذیری متغیر تغییر شکل خاک/زمین مد نظر بوده اند که تفاوتهای مهمی را در ویژگی های کاربردی تغییر شکل ایجاد می کند. بنابراین نمی توان از آنها برای شبیه سازی ویژگی پسماند استفاده کرده و به تحقیقات و پیشرفتهای بیشتری در این زمینه نیاز است. در نتیجه، در تحقیق فرونشست و شکاف هایزمین می توان به تعامل بین ویژگی های روانه شناختی خاک ها و نشست توجه داشت. برای این منظور، یک مدل جفتگیری سه بعدی، بر اساس نظریه ی تحکیم بایوت، ایجاد شده و سپس بر اساس رابطه ی سازنده ی لزجی-ارتجاعی-پلاستیکی و نظریه روانه شناختی، واکنش های پویای ضریب نفوذپذیری و عوامل روانه شناختی مد نظر بوده است. مقایسه ی نتایج محاسبه و مشاهده شده در مدل شهر کانگژو نشان می دهد که فاصله ی زمانی فرونشست زمین در ارتباط با کاهش سطح آب حدود یک ماه است و نواحی متمرکز جابجایی افقی نواحی پرخطر از منظر شکاف های زمینی هستند. نتایج شبیه سازی با نتایج مشاهده شده همخوانی دارد.

دانلود رایگان 2 صفحه اول مقاله لاتین (PDF)

پیش نمایش مقاله

چکیده انگلیسی

The land subsidence due to groundwater exploitation has an obvious hysteretic nature with respect to the decrease of the under groundwater level, and the uneven settlement often causes ground fissures. To study these important features, a visco-elastic-plastic constitutive relationship with consideration of the coupling of seepage and soil deformation is proposed, and a finite element model with variable coefficients based on the Biot's consolidation theory is built. With the groundwater exploitation and the land subsidence control in Cangzhou City, Hebei Province as an example, the variations of the under groundwater level and the development of the land subsidence due to the groundwater exploitation are simulated and ground fissures are predicted by the horizontal displacement calculation. The results show that the lag time between the land subsidence and the under groundwater level descent is about a month, and the simulated results of fissures agree well with the observed data. The model can well reveal the characterization of the interaction between the land subsidence and the groundwater exploitation.