Solid-Fluid Mixtures of Frictional Materials in Geophysical and Geotechnical Context: Based on a Concise Thermodynamic Analysis

مفاهیم مخلوط امروزه در تعداد زیادی از دروس علوم شناسی، شیمی، مهندسی، طبیعی و فیزیکی (به نام اینها بر اساس حروف الفبا) استفاده می شود و تئوری مخلوط در همه این رشته ها به سطح بالایی از علوم دست یافته است. تخصص و تخصص. انحراف در توسعه آنها در مواردی منجر به تفاوت هایی در تعیین فرمول های خاص به عنوان "سیستم های چند فازی" یا "مخلوط های غیر کلاسیک"، "مخلوط های ساختاریافته" و غیره شده است و نمایندگان یا مدافعان آنها اغلب بر این موضوع تاکید می کنند. تفاوت اینها به جای خواص مشترک آنها. این تک‌نگاری سعی می‌کند فرمول‌بندی‌های نظری فرآیندهایی را که به‌عنوان فعل و انفعالات بین مواد مختلفی که از نظر فضایی در هم آمیخته‌اند و می‌توان به‌طور پیوسته در فضایی که آنها را به عنوان مخلوط اشغال می‌کنند مشاهده کرد، مشاهده کرد. علاوه بر این، ما فرض می‌کنیم که فرآیندها را می‌توان با متغیرهایی مشخص کرد که درجاتی از تداوم در تکامل خود را نشان می‌دهند، به طوری که فرآیندهای مربوطه را می‌توان با قوانین موازنه، به شکل جهانی یا محلی، به صورت ریاضی توصیف کرد، و در نهایت منجر به تجزیه و تحلیل‌های متفاوت و/یا انتگرال‌ای نرم‌افزاری و نرم‌افزاری متفاوت شود. . مخلوط‌ها را عموماً غیرکلاسیک می‌نامند، اگر به غیر از قوانین فیزیکی (مانند تعادل جرم، لحظه، انرژی و آنتروپی)، قوانین بیشتری نیز فرض شوند، که بدون بنیادی هستند، اما ممکن است ویژگی‌های ساختار خرد را در سطح ماکروسکوپی توصیف کنند. در آمیزه‌ای از مواد و جامدات – اینها گاهی اوقات سیستم‌های ذره‌ای ذره‌ای نامیده می‌شوند – کسری از حجمی که توسط هر جزء اشغال می‌شود، مشخصه‌ای مهم از ساختار خرد است که در سطح کلانی که معادلات حاکم بر فرآیندها در آن فرمول‌بندی می‌شوند، تأثیری دارد. برای مخلوط‌های جامد در کسر جامدات بالا که تماس ذرات ضروری است، اصطکاک بین ذرات منجر به تنش‌های داخلی می‌شود که به بهترین شکل با یک متغیر تانسور متقارن داخلی توصیف می‌شود.

Mixture concepts are nowadays used in a great number of subjects of the - ological, chemical, engineering, natural and physical sciences (to name these alphabetically) and the theory of mixtures has attained in all these dis- plines a high level of expertise and specialisation. The digression in their development has on occasion led to di?erences in the denotation of special formulations as ‘multi-phase systems’ or ‘non-classical mixtures’, ‘structured mixtures’, etc. , and their representatives or defenders often emphasise the di?erences of these rather than their common properties. Thismonographisanattempttoviewtheoreticalformulationsofprocesses which take place as interactions among various substances that are spatially intermixedandcanbeviewedtocontinuously?llthespacewhichtheyoccupy as mixtures. Moreover, we shall assume that the processes can be regarded to becharacterisedbyvariableswhichobeyacertaindegreeofcontinuityintheir evolution, so that the relevant processes can be described mathematically by balance laws, in global or local form, eventually leading to di?erential and/or integralequations,towhichtheusualtechniquesoftheoreticalandnumerical analysis can be applied. Mixtures are generally called non-classical, if, apart from the physical laws (e. g. balances of mass, momenta, energy and entropy), also further laws are postulated,whicharelessfundamental,butmaydescribesomefeaturesofthe micro-structure on the macroscopic level. In a mixture of ?uids and solids – thesearesometimescalledparticleladensystems–thefractionofthevolume that is occupied by each constituent is a signi?cant characterisation of the micro-structure that exerts some in?uence on the macro-level at which the equations governing the processes are formulated. For solid-?uid mixtures at high solids fraction where particle contact is essential, friction between the particles gives rise to internal stresses, which turn out to be best described by an internal symmetric tensor valued variable.