Poroelasticity

این کتاب مکانیک مواد متخلخل نفوذ شده با سیال (poromechanics) را با تمرکز بر نظریه خطی آن (poroelasticity) بررسی می‌کند. مواد متخلخل از اجسام بی جان مانند ماسه، خاک و سنگ، اجسام زنده مانند بافت گیاهی، گوشت حیوانات یا مواد ساخته شده توسط انسان می توانند به دلیل منشأ متفاوتشان بسیار متفاوت به نظر برسند، اما همانطور که خوانندگان خواهند دید، اصول فیزیکی اساسی حاکم بر آنها رفتارهای مکانیکی می‌تواند یکسان باشد و این کار را نه تنها برای مهندسان، بلکه برای دانشمندان دیگر رشته‌های علمی نیز مرتبط می‌سازد.

خوانندگان مباحثی در مورد پدیده های فیزیکی از جمله تحکیم خاک، فرونشست زمین، پایداری شیب، شکست گمانه، شکستگی هیدرولیکی، برهمکنش موج آب و بستر دریا، پس لرزه زلزله، لرزه خیزی ناشی از تزریق سیال و ریزش فشار منافذ ناشی از گرما پیدا خواهند کرد. و همچنین بحث در مورد اثرات لرزه الکتریک و لرزه الکترومغناطیسی. این کار همچنین بیومکانیک غضروف، استخوان و رگ‌های خونی را بررسی می‌کند.

فصول با استفاده از یک رویکرد شهودی و پدیدارشناختی در سطح پیوسته عمده، و یک رویکرد انرژی متغیر مبتنی بر ترمودینامیک در سطح میکرومکانیکی، تئوری را ارائه می‌کنند. مکانیسم‌های فیزیکی تحت پوشش از نظریه شبه استاتیکی منفذ الاستیسیته تا poroelastodynamics، poroviscoelasticity، porothermoelasticity، و porochemoelasticity گسترش می‌یابد. راه حل های تحلیلی فرم بسته در جزئیات مشتق شده است.

این کتاب مقدمه‌ای عالی برای پورالاستیسیته خطی ارائه می‌کند و به ویژه برای کسانی که در مهندسی عمران، مهندسی نفت و مخازن، مکانیک سنگ، هیدرولوژی، ژئوفیزیک و بیومکانیک درگیر هستند، مرتبط است.

This book treats the mechanics of porous materials infiltrated with a fluid (poromechanics), focussing on its linear theory (poroelasticity). Porous materials from inanimate bodies such as sand, soil and rock, living bodies such as plant tissue, animal flesh, or man-made materials can look very different due to their different origins, but as readers will see, the underlying physical principles governing their mechanical behaviors can be the same, making this work relevant not only to engineers but also to scientists across other scientific disciplines.

Readers will find discussions of physical phenomena including soil consolidation, land subsidence, slope stability, borehole failure, hydraulic fracturing, water wave and seabed interaction, earthquake aftershock, fluid injection induced seismicity and heat induced pore pressure spalling as well as discussions of seismoelectric and seismoelectromagnetic effects. The work also explores the biomechanics of cartilage, bone and blood vessels.

Chapters present theory using an intuitive, phenomenological approach at the bulk continuum level, and a thermodynamics-based variational energy approach at the micromechanical level. The physical mechanisms covered extend from the quasi-static theory of poroelasticity to poroelastodynamics, poroviscoelasticity, porothermoelasticity, and porochemoelasticity. Closed form analytical solutions are derived in details.

This book provides an excellent introduction to linear poroelasticity and is especially relevant to those involved in civil engineering, petroleum and reservoir engineering, rock mechanics, hydrology, geophysics, and biomechanics.