ИСТИНА

Предлагается методика вычисления тензорного параметра Био, основанная на асимптотическом осреднении уравнения равновесия флюидонасыщенной пористой среды. Расчеты упругих свойств и коэффициента Био проведены на примере различных типов скальных грунтов – известняка, доломита, гиалокластита, базальта. Расчеты проводились на 3D моделях геокомпозитов, построенных по изображениям рентгеновской компьютерной томографии. Результаты 3D расчетов модуля Юнга и коэффициента Био совпали с результатами экспериментальных определений указанных свойств ультразвуковым методом. Этот факт показывает целесообразность использования вычислительного подхода, реализующего асимптотическое осреднение, для оценки эффективных свойств с использованием 3D моделей реальной структуры пород. Проведено сравнение результатов 3D и 2D моделирования эффективных свойств геокомпозитов. 2D модели были построены по фотографиям шлифов скальных грунтов. Было обнаружено, что значения модуля Юнга и параметра Био для 2D моделей отличаются от соответствующих результатов экспериментов и 3D расчетов на 20-30%. Следовательно, 2D моделирование нецелесообразно использовать для оценки эффективных свойств пористых геоматериалов. По результатам расчетов по методу осреднения и экспериментов получены и исследованы зависимости модуля Юнга и коэффициента Био от пористости. Эти зависимости используются при нелинейном численном моделировании консолидации водонасыщенных грунтов. Результаты исследования показали, что коэффициент Био не зависит от модуля Юнга материала скелета грунта. Исследовано влияние формы пор на модуль Юнга и коэффициент Био на основе 2D расчетов. Предложен метод прогнозирования формы пор по значениям пористости и модуля Юнга с помощью нейронных сетей, на основе которого реализован и исследован конкретный алгоритм прогноза формы пор у гиалокластитов.