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Modeling Acoustic Waves in Saturated Poroelastic Media / Albers, B. in Journal of engineering mechanics, vol.131, N° 9 (Septembre 2005) 

Public ISBD [article]  in Journal of engineering mechanics > vol.131, N° 9 (Septembre 2005) . - 974-985 p. Titre : Modeling Acoustic Waves in Saturated Poroelastic Media Titre original : Modeler Onde Acoustique dans des Médias Saturés de Poroelastic Type de document : texte imprimé Auteurs : Albers, B., Auteur ; Wilmanski, K., Auteur Article en page(s) : 974-985 p. Note générale : Génie Mécanique, Génie Electrique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Poroelasticity  Porous  media  Acoustics  Models  Poroélasticité  Média  poreux  Acoustiques  Modéles Index. décimale : 621.34/621.38 Résumé : In this paper we present a comparison of the linear wave analysis for four models of poroelastic materials. A Nonlinear thermodynamical construction of a two-component model of such materials requires a dependence on the porosity gradient. In the linear version this dependence may or may not be present. Consequently, we may work with the model without a dependence on this gradient which is identical to Biot's model or we can use the so-called full model. In both cases we can construct simplified models without a coupling between partial stresses introduced by Biot. Thes simplified modelks have the advantage that their application to, for instance, surface wave analysis yields much simpler mathematical problems. In the present work we show that such a simplification for granular materials leads to a good qualitative agreement of all four models in ranges of porosity and Poisson's ratio commonly appearing in geotechnical applications. Quantitative differences depend on the mode of propagation and vary between 10 and 20%. We illustrate the analysis with a numerical example corresponding to data for sands. Simultaneously we demonstrate severe limitations of the applicability of Gaussmann relations which yield an instability of models in a wide range of practically important values of parameters. En cet article nous présentons une comparaison de l'analyse linéaire de vague pour quatre modèles des matériaux poroelastic. Une construction thermodynamical non-linéaire d'un modèle de deux-composant de tels matériaux exige une dépendance à légard le gradient de porosité. Dans la version linéaire cette dépendance peut ou peut ne pas être présente. En conséquence, nous pouvons travailler avec le modèle sans dépendance à légard ce gradient qui est identique au modèle de Biot ou nous pouvons employer le prétendu plein modèle. Dans les deux cas nous pouvons construire les modèles simplifiés sans accouplement entre les efforts partiels présentés par Biot. Les modelks simplifiés par Thes ont l'avantage au lequel leur application, par exemple, analyse de vague de surface rapporte des problèmes mathématiques beaucoup plus simples. Dans le travail nous prouvons qu'une telle simplification pour les matériaux granulaires mène à un bon accord qualitatif de chacun des quatre modèles dans les gammes de la porosité et du rapport de Poisson apparaissant généralement dans des applications géotechniques. Les différences quantitatives dépendent du mode de la propagation et changent entre 10 et 20%. Nous illustrons l'analyse avec un exemple numérique correspondant aux données pour des sables. Simultanément nous démontrons des limitations graves de l'applicabilité des relations de Gaussmann qui rapportent une instabilité des modèles dans un éventail de valeurs pratiquement importantes des paramètres. En ligne : albers@wias-berlin.de, wilmansk@wias-berlin.de [article] Modeling Acoustic Waves in Saturated Poroelastic Media = Modeler Onde Acoustique dans des Médias Saturés de Poroelastic [texte imprimé] / Albers, B., Auteur ; Wilmanski, K., Auteur . - 974-985 p. Génie Mécanique, Génie Electrique Langues : Anglais (eng) in Journal of engineering mechanics > vol.131, N° 9 (Septembre 2005) . - 974-985 p. Mots-clés : Poroelasticity  Porous  media  Acoustics  Models  Poroélasticité  Média  poreux  Acoustiques  Modéles Index. décimale : 621.34/621.38 Résumé : In this paper we present a comparison of the linear wave analysis for four models of poroelastic materials. A Nonlinear thermodynamical construction of a two-component model of such materials requires a dependence on the porosity gradient. In the linear version this dependence may or may not be present. Consequently, we may work with the model without a dependence on this gradient which is identical to Biot's model or we can use the so-called full model. In both cases we can construct simplified models without a coupling between partial stresses introduced by Biot. Thes simplified modelks have the advantage that their application to, for instance, surface wave analysis yields much simpler mathematical problems. In the present work we show that such a simplification for granular materials leads to a good qualitative agreement of all four models in ranges of porosity and Poisson's ratio commonly appearing in geotechnical applications. Quantitative differences depend on the mode of propagation and vary between 10 and 20%. We illustrate the analysis with a numerical example corresponding to data for sands. Simultaneously we demonstrate severe limitations of the applicability of Gaussmann relations which yield an instability of models in a wide range of practically important values of parameters. En cet article nous présentons une comparaison de l'analyse linéaire de vague pour quatre modèles des matériaux poroelastic. Une construction thermodynamical non-linéaire d'un modèle de deux-composant de tels matériaux exige une dépendance à légard le gradient de porosité. Dans la version linéaire cette dépendance peut ou peut ne pas être présente. En conséquence, nous pouvons travailler avec le modèle sans dépendance à légard ce gradient qui est identique au modèle de Biot ou nous pouvons employer le prétendu plein modèle. Dans les deux cas nous pouvons construire les modèles simplifiés sans accouplement entre les efforts partiels présentés par Biot. Les modelks simplifiés par Thes ont l'avantage au lequel leur application, par exemple, analyse de vague de surface rapporte des problèmes mathématiques beaucoup plus simples. Dans le travail nous prouvons qu'une telle simplification pour les matériaux granulaires mène à un bon accord qualitatif de chacun des quatre modèles dans les gammes de la porosité et du rapport de Poisson apparaissant généralement dans des applications géotechniques. Les différences quantitatives dépendent du mode de la propagation et changent entre 10 et 20%. Nous illustrons l'analyse avec un exemple numérique correspondant aux données pour des sables. Simultanément nous démontrons des limitations graves de l'applicabilité des relations de Gaussmann qui rapportent une instabilité des modèles dans un éventail de valeurs pratiquement importantes des paramètres. En ligne : albers@wias-berlin.de, wilmansk@wias-berlin.de