فایل ورد 14 صفحه فارسی + لاتین 

خلاصه

این مقاله بر سخنرانی­های ارائه شده مؤلف در طول اقامتش به عنوان استاد و مهمان در سیتی یونیورسیتی لندن در نوامبر 1982 استوار است. مقاله که از دیدگاهی عمومی پیرامون مسائل اصلی آغاز می­شود نیروهای محرکه را در فرآیندهای هیدروژئومکانیکی به خصوص، نیروهای القاء شده به واسطه تغییرات فشار در آب زیرزمینی شرح می­دهد. برآورد تنش­ها و کشش­ها در زمین (خاک و سنگ) به حل سیستم­های متصل معادلات خاک و جریان آب زیرزمینی و کشش ژئوتکنیکی یا شکست زمین نیاز دارد. این مقاله به طور مفصل مسائل مربوط به فرو نشست زمین منطقه­ای را به واسطه تلمبه زنی در مناطق معدن روباز و مسائل برآورد نیروهای روان آبی را در سنگ های آزاد اشباع یا غیر اشباع با رسانایی­های انیزوتروپ و در سنگ­های سخت ترک دار با رسانایی­های شناسایی شده با یک کشنده شرح می­دهد. احتمالات حل این مسائل با مدل­های آنالوگ و عددی به طور مختصر بحث شده است.

مسائل اصلی

باید بین فرآیندهای هیدروژئومکانیکی در سطوح میکروسکوپی و ماکروسکوپی تمیز قائل شویم.

در سطح میکروسکوپی، دو فاز یعنی ماده جامد و سیالی که در شبکه کانال متصل ماده جامد متخلخل یا شکاف دار به جریان در می­آید به عنوان دو سیستم متفاوت (دو فاز منفرد) که به یکدیگر متصل شده­اند مورد توجه قرار می­گیرند. کانون اصلی علاقه ما مسائل ثبات و پایداری اسکلت جامد و مسائل انتقال ذرات جامه دانه ریز از طریق اسکلت است. این مفهوم، ماده جامد را به اسکلتی که تنش­های مؤثر را منتقل می­کند و به ذرات جامد دانه ریزی که این کار را انجام نمی­دهند تقسیم می­شود. جالب­ترین فرآیندها عبارتند از:

ـ انحلال شیمیایی و رسوب گذاری در صورتیکه جامدات در تعادل ترمودینامیکی با کانی­های جامد قرار نداشته باشند. (1) (مثال مهم، در سنگ­های کربناتی)

ـ پرسازی و انسداد هیدرومکانیکی، یعنی عبور یا مسدود شدن مواد جامدی که بخشی از اسکلت نیستند (2) (مثال مهم، برای طراحی فیلترها در سنگ­های آزاد که در معرض خطر پرشدگی قرار دارند)

ـ فرسایش درونی (مثلاً لوله گذاری و در سطح زمینی، جوشیدن ماسه) (3): فرسایش درونی بر خلاف پرسازی که کل ماده جامد را در فرآیند انتقال درگیر می­کند.

ـ فرسایش ارتباطی، یعنی فرآیندهای ویژه فرسایش و پل زنی در مجاورت فیلترها در مواد چسبنده و غیر چسبنده (مثال مهم برای طراحی فیلترها در مهندسی آب)

در سطح ماکروسکوپی، فرآیندهای هیدرومکانیکی به عنوان مسائل مکانیک پیوستار یعنی ماده جامد تثبیت شده و سیال جاری دو مؤلفه از یک فاز منفرد هستند که در یکدیگر نفوذ کرده و هر یک کل حجم خالی را به طور پیوسته پر می­کنند همانند مؤلفه های اکسیژن و نیتروژن در هوای فاز منفرد. چگالی حجمی هر یک از مؤلفه­ها بنابراین چگالی حجمی است. تمیز قائل شدن بین مسائل محلی و جهانی (کلی) سودمند است.