社団法人 物理探査学会
第120回(平成21年度春季)学術講演会


ガスマン・ビオー多孔性媒質理論の拡張(その5) クラック拡散方程式の導出

講演要旨(和文)
含水飽和多孔性媒質が大きい圧縮変形を受けると, 孔隙内から水が外へ絞り出され, 新しい空間を生成する. これはクラックの生成にほかならない. この絞り出された水を、Biotはζとして取扱った。クラックの挙動は, このζによって取り扱われる. 圧縮性流体を含有する多孔性媒質における流体応力場の基礎的連立方程式から, ζの方程式を導いた. それは間隙水圧変化, 或は, 孔隙率変化で駆動される非同次拡散方程式である. 数学的には, 熱源のある場合の熱伝導の式と等しい. クラックの拡散スピードは周波数依存性があり, 低周波成分ほどスピードが遅く, 振幅減衰が小さい.

講演要旨(英文)
Under the quasi-static compression of the water-saturated porous media, the squeezed-out water from the pore space of the framework represents the crack generation. The crack space is distinguished from the pore space in the porous media. We refer the field equation of zeta to the crack equation. The zeta equation are derived from the basic coupled equation of the fluid stress field of the porous media. The zeta equation is the inhomogeneous diffusion equation driven by the pore-water pressure change, or driven by the porosity change. The zeta equation in which zeta is the single variable, is an inhomogeneous bi-harmonic equation. The speed of crack migration, given by the periodic solution of the homogeneous diffusion equation, is dispersive. The lower the frequency is, the lower is the speed.