Un método numérico para la obtención de relaciones constitutivas en rocas fracturadas

摘要

En este estudio se determinan las relaciones constitutivas para rocas fracturadas no saturadas mediante un procedimiento numérico que imita las técnicas de medición utilizadas en laboratorio. En forma computacional se generan muestras tridimensionales de roca con fracturas verticales y horizontales aleatorias. Cada fractura es conceptualizada como una placa tridimensional cuyas propiedades hidráulicas son descritas por el modelo de van Genuchten. El procedimiento se basa en la solución numérica de la ecuación de flujo no saturado estacionario en una malla regular de un millón de elementos utilizando un método híbrido mixto de elementos finitos. Los valores de saturación y conductividad hidráulica relativa se calculan numéricamente a partir de los resultados de la simulación para distintos valores de altura de presión. Las relaciones simuladas son ajustadas utilizando dos expresiones analíticas recientemente propuestas para rocas fracturadas no saturadas. Ejemplos numéricos muestran que ambos modelos pueden ajustar razonablemente las relaciones de saturación simuladas.