Numerical modelling of electrokinetic processes on a natural soil

Abstract

Viene presentato uno studio numerico per la modellazione dei fenomeni elettrocinetici in un terreno naturale.

Vengono proposte due procedure numeriche propedeutiche allo studio mediante il ben noto metodo degli elementi finiti. Una prima procedura permette l'integrazione dei legami costitutivi per la simulazione delle prove geotecniche di laboratorio in campo non saturo. La seconda procedura è volta alla definizione delle reazioni chimiche che avvengono a seguito dell'applicazione di un campo elettrico nei terreni.

I risultati ottenuti da precedenti studi sperimentali sono prima interpretati teoricamente. Viene poi proposto un modello costitutivo elasto-plastico per l'interpretazione delle prove meccaniche. Infine le prove di filtrazione elettrocinetica sono simulate attraverso il metodo degli elementi finiti.

A numerical study on modelling electrokinetic processes occurring in a natural soil is presented.

Two numerical procedures preparatory to the study by means of the well-known finite element method are presented. The first procedure is intended to integrate constitutive laws along typical unsaturated testing path. The second procedure is devoted to analyse the most relevant chemical reactions occurring in a soil under an electric field.

Selected results of previous experimental studies are theoretically analysed to define a suitable interpretation framework. Afterwards that an elasto-plastic constitutive model with generalised hardening is proposed. Finally electrokinetic filtration tests are simulated by means of a finite element model.