Nghiên cứu ảnh hưởng của vết nứt tới độ thấm của vật liệu rỗng bằng phương pháp phần tử hữu hạn

Trong xây dựng công trình, địa kỹ thuật, dòng chảy trong môi trường rỗng có vết nứt thường được các nhà khoa học rất quan tâm. Tuy nhiên cho tới thời điểm hiện tại, vẫn tồn tại nhiều hạn chế về cơ sở lý thuyết và thực tiễn cần được nghiên cứu. Một trong những cách tiếp cận vấn đề chất lỏng chảy qua môi trường rỗng có vết nứt chính là việc giải bài toán kết hợp giữa phương trình Stokes và Darcy. Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả sử dụng công cụ phần tử hữu hạn đã được phát triển trong Matlab để tính toán độ thấm của môi trường rỗng có vết nứt thông qua việc giải bài toán Stokes-Darcy. Ứng xử cơ học của môi trường rỗng có vết nứt thường được quyết định bởi yếu tố dòng chảy qua nó, độ rỗng ban đầu, sự phân bố và liên kết của mạng lưới lỗ rỗng, khe nứt. Vì vậy, bài báo tập trung nghiên cứu vai trò các yếu tố ảnh hưởng đến đặc tính của dòng chảy trong môi trường rỗng như hình dạng hay sự liên kết các vết nứt. Kết quả cho thấy những yếu tố trên đặc biệt quan trọng tới độ thấm vĩ mô của môi trường rỗng có vết nứt. Khi vết nứt là liên tục thì độ thấm của nó có giá trị lớn hơn ít nhất 1000 lần độ thấm của môi trường rỗng xung quanh. Ngược lại, nếu vết nứt bị cô lập bởi môi trường rỗng thì tùy vào dạng hình học của vết nứt mà độ thấm của nó sẽ có những ảnh hưởng nhất định tới độ thấm vĩ mô (có giá trị nhỏ hơn từ 4 đến 15 lần độ thấm của môi trường rỗng bao quanh).