Numerical Modelling of Coupled Thermo-Hydro-Mechanical Behaviour of Fine-Grained Soils for Energy Geostructures Applications

Abstract

Porozumění spřaženým účinkům teploty a sání u jemnozrnných zemin je klíčové pro řadu geotechnických aplikací. Tyto aplikace jsou v současnosti významným předmětem výzkumu díky ekonomickým a společenským přínosům, které nabízejí, mezi něž patří energetické geostruktury, ukládání jaderného odpadu, násypy a vozovky. Navíc zesilující dopady klimatické změny vedly k výraznějším sezónním výkyvům a k rostoucí potřebě vývoje ekologicky šetrných geotechnických základů, jako jsou energetické piloty, což v posledních letech dále zdůrazňuje význam této problematiky. V těchto situacích jsou v zemině indukována termo-hydro-mechanická zatížení, často s cyklickým charakterem. Numerické modelování takového zatížení je však náročné, neboť změny teploty nebo nasycení vyvolávají mechanickou odezvu a naopak. Kromě toho je nutné zachytit klíčové charakteristiky jemnozrnných zemin, jako jsou nelinearita tuhosti, inkrementální nelinearita a tuhost při malých deformacích, aby bylo možné přesně reprodukovat spřažené termo-hydro-mechanické chování při cyklickém zatížení. Tato disertační práce shrnuje mé příspěvky k numerickému modelování spřaženého cyklického termo-hydro-mechanického chování jemnozrnných zemin v rámci hypoplastického přístupu. Nejprve byl navržen spřažený hydro-mechanický hypoplastický konstitutivní model...