در این مقاله چهارچوب تئوریک یک مدل شکست ترموهیدرومکانیکی (مدل شکست (THHMD برای محیط متخلخل غیراشباع غیرهم دما ارائه شده است. چهارچوب این مدل بر اساس استفاده از متغیرهای حالت مستقل (تنش خالص، مکش و تنش حرارتی) می باشد. قانون رفتاری شکست از مفاهیم میکرومکانیکی و توضیح پدیده ای نشات گرفته است. روابط مزدوج ترمودینامیکی تنش- کرنش از انرژی آزاد که جمع انرژی های تغییرشکل الاستیک شکست و پتانسیل های کرنش باقی مانده است گرفته شده است. سختی های مکانیکی شکست با اعمال اصل انرژی الاستیک معادل  (PEEE)برای هر هر متغیر حالت تنش محاسبه می شود. اثر شکست بر انتقالات آب و بخار با معرفی نفوذپذیری ذاتی ناشی از شکست اعمال شده است. مدل THHMD شکست در برنامه المان محدود q-Stock وارد شده است.در این مقاله پس از توضیحات مدل مذکور یک مطالعه عددی برای بررسی اثرات ناحیه شکسته ناشی از حفاری (EDZ) به پاسخ مدفن زباله های اتمی در طول فاز حرارت دهی صورت گرفته است. روند مشاهده شده با انتظارات تئوریک تطابق مناسبی دارد.

پلیمرهای ابرجاذب قابلیت جذب مقادیر زیادی آب و مواد غذایی دارند و افزون بر تامین بهینه آب مصرفی گیاهان هدرروی آب از طریق تبخیر و آبشویی نیز در آنها بسیار کم است. بنابراین، بررسی رفتار این مواد در خاک، به ویژه در چرخه های متناوب خشک و ترشدن ضروری است. هدف از این پژوهش، بررسی رفتار تورم تناوبی دو نمونه پلیمر از خانواده پلی آکریل آمید با نام اختصاری «طراوت A-100» و «طراوت A-200» و تعیین توانایی آنها در جذب آب، در چرخه های مکرر خشک و ترشدن در محیط متخلخل خاک است. بدین منظور، رفتار تورمی این دو پلیمر در دو نوع خاک لوم و شنی بررسی شد. تیمارها شامل 0، 0.25، 0.5، 0.75، و 1 گرم پلیمر در کیلوگرم خاک با سه تکرار بود. مقدار آب خاک برای هر تیمار در فشارهای 0، 100،300، 500، 1000، 3000، 5000، 15000 کیلوپاسکال اندازه گیری شد و منحنی های رطوبتی برای هر نمونه آزمایشی به دست آمد. نمونه ها در آون خشک و دوباره مرطوب شدند. این روند 5 بار تکرار و منحنی های رطوبتی مربوطه برای تمام دوره ها ثبت شد. نتایج نشان داد در هر مکش، با افزایش مقدار پلیمر در خاک، رطوبت حجمی خاک افزایش می‏یابد. بیشترین دامنه تاثیر پلیمر بر قابلیت نگهداشت آب خاک در مکش های پایین‏تر (0-5000 کیلوپاسکال) مشاهده شد. همچنین، در تمام دوره های تر- خشکی و در هر مکش مقدار نگهداشت آب خاک در پلیمر طراوت A-200 بیشتر از طراوت A-100 بود. در هر دو نوع پلیمر و در همه تیمارهای به کار برده شده، افزایش ناگهانی رطوبت حجمی خاک- پلیمر از دوره اول به دوم، مشاهده شد. از سیکل دوم تا چهارم، رطوبت حجمی خاک- پلیمر در هر دو نوع پلیمرتغییرات همسویی نشان داد. در تناوب پنجم، پلیمر T-A100 افتی جزیی نسبت به دوره قبل نشان داد. بررسی پارامتریک منحنی های رطوبتی هر دو پلیمر نیز نشان داد که با افزایش مقدار پلیمر کاربردی، پارامترهای qs، n، و qr در تمام تیمارها افزایش می‏یابد، اما تغییرات پارامتر qr چندان قابل توجه نبود. مقدار پارامتر a برای هر دو پلیمر در خاک شنی کاهش و در خاک لومی افزایش یافت.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (pdf) مراجعه فرمایید.

در این مقاله، به مرور اهمّ مطالعات موجود پیرامون تحلیل دینامیکی محیط­ های متخلخل اشباع پرداخته شده است. ابتدا ضمن ارائه مختصر مبانی نظری و برخی معادلات اساسی حاکم در تئوری محیط ­های مزبور، ادبیات موضوع مبتنی بر رویکردهای مختلف تحلیل در دو دسته روش تحلیلی/نیمه­ تحلیلی و عددی تقسیم ­بندی شده است. سپس، پژوهش­ های در دسترس در هر دسته بر اساس سال ارائه طبقه ­بندی و گزارش شده است. با توجه به جامعه ­ی آماری گسترده ­ی روش­ های عددی در تحلیل محیط­ های متخلخل اشباع، این دسته روش ­ها به طور ویژه در دو حوزه ­ی حجمی و مرزی تفکیک شده است. در این راستا تحقیقات حاضر پیرامون روش­ های اجزای محدود و تفاضل محدود برای حوزه ­ی حجمی و روش ­های معادله انتگرال مرزی و اجزای مرزی برای حوزه­ ی مرزی ارائه شده است. همچنین، به لحاظ اهمیت دو چندان روش­ های مرزی در تحلیل این محیط­ ها، تسهیم مطالعات این حوزه با جزئیات بیشتر و با در نظر گرفتن ارکان اصلی آن انجام گرفته است. از جمع بندی ادبیات فنی می­ توان اذعان داشت روش اجزای مرزی همواره از رویکردهای محاسباتی مناسب برای تحلیل محیط های متخلخل اشباع محسوب شده و استفاده­ ی کاربردی از آن به ویژه در مدل سازی عوارض توپوگرافی سطحی/زیرسطحی از چالش ­های موجود در حوزه­ ی ژئوتکنیک لرزه­ ای پیرامون تدقیق آیین نامه های طراحی به شمار می­ رود.

در این پژوهش، اثر نسبت هم ارزی، چگالی حفره محیط متخلخل و نرخ آتش بر پایداری شعله در محیط متخلخل سرامیکی SiC به طور تجربی بررسی شده است. بر اساس موقعیت قرارگیری شعله، چهار رژیم شعله شامل سطحی، مدفون، زیر سطحی و برخاسته دیده شد. رژیم شعله سطحی به صورت شعله غنی به عنوان یک آستانه پایداری و شعله برخاسته برای مخلوط رقیق به عنوان آستانه دیگر پایداری در محیط متخلخل هستند. تغییر چگالی حفره محیط متخلخل در مقادیر نسبت هم ارزی برای آستانه پایداری شعله برخاسته، تغییر چندانی ایجاد نمی کند اما برای شعله سطحی، افزایش چگالی حفره باعث کاهش تغییرات نسبت هم ارزی می شود. همچنین افزایش نرخ آتش، محدوده پایداری شعله در داخل محیط متخلخل را کاهش می دهد. موقعیت شعله با استفاده از توزیع دمای محوری در بدنه مشعل تخمین زده می شود. روند تغییر دما برحسب نسبت هم ارزی در یک نرخ آتش، به طور تقریب مشابه بوده ولی این روند برای نرخ آتش های مختلف متفاوت است. با توجه به نتایج بدست آمده، شعله در دو ناحیه نزدیک سطح فوقانی و در نیمه پایین محیط متخلخل، پایدار می شود.

در این مقاله چگونگی حرکت شعله در یک سرامیک متخلخل با سوخت گاز طبیعی به طور تجربی بررسی شده است. برای ردیابی شعله از ترموکوپل هایی در دیواره مشعل که در راستای محور مشعل قرارگرفته اند، استفاده شده است. نتایج به صورت توزیع دمای دیواره در زمان های مختلف ارائه شده است. در این آزمون ها دو حالت در روند حرکتی شعله مشاهده می شود. حالت اول، حرکت سریع شعله به سطح زیرین محیط متخلخل است (با عنوان پرش شعله از محیط) و در حالت دوم پس از گذشت زمانی مشخص، شعله به تدریج در درون سرامیک نفوذ نموده و پس از طی مسیر کوتاهی در درون آن، به حالت زیر سطح در می آید (با عنوان عبور شعله از محیط). با انجام آزمایش های متعدد وقوع هر یک از حالات فوق با تغییر عواملی همچون نسبت هم ارزی، نرخ آتش، چگای حفره و ضخامت محیط متخلخل بررسی شده است.

یکی از مناسبترین روش های انحراف جریان در رودخانه های پرشیب بکارگیری آبگیر کفی می باشد. گزینه آبگیر کفی با محیط متخلخل شیوه جدیدی برای انحراف جریان جهت جایگزینی با آبگیرهای با کف مشبک است. برای بررسی اثرخصوصیات هیدرولیکی جریان، موثر بر میزان دبی انحرافی مدلی آزمایشگاهی طراحی گردید که در آن امکان اندازه گیری جریان ورودی، جریان انحرافی و جریان باقی مانده (عبور نکرده از محیط متخلخل) مد نظربوده است. در این تحقیق تاثیر توام عواملی همچون شیب سطح بالایی آبگیر و اندازه ذرات محیط متخلخل در دبی های مختلف بر میزان جریان انحرافی(در حالت جریان آب زلال) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد با افزایش جریان ورودی نرخ تغییر دبی انحراف ابتدا زیاد و سپس به صفر می رسد. همچنین با افزایش شیب سطح بالایی آبگیر میزان انحراف جریان کاهش می یابد. اندازه ذرات محیط متخلخل نیز بر میزان دبی انحراف تاثیر قابل ملاحظه داشته چنانکه با افزایش اندازه ذرات، میزان دبی انحرافی روند افزایشی را نشان می دهد. از نتایج آنالیز ابعادی و آزمایشگاهی برای تعیین مقدار ضریب جریان محیط متخلخل استفاده گردید. تجزیه و تحلیل ها نشان داد مقدار این ضریب در حدود 1/0 است. در نهایت رابطه ای نیز برای برآورد مقدار جریان عبوری از آبگیر کفی با محیط متخلخل پیشنهاد گردید.