Die Poroelastizität beschreibt das elastische Verhalten poröser Materialien (Gesteine). Hierbei spielt sowohl die Fluidfüllung der Poren (auch Klüfte) und das elastische Verhalten der Matrix gleichermaßen eine Rolle.
Die Einflüsse der Fluidfüllung und der Matrix auf das Systemverhalten sind dabei nicht voneinander zu trennen sondern sind, auch im mathematischen Sinn, 'gekoppelt' (gekoppelte Differentialgleichungen).
Beschrieben wird die Poroelastizität einerseits durch ein große Zahl von Parmetern der Matrix und der Fluidfüllung, wie Dichten, Elastizitätsmodulen, Poroperm und viele mehr, andererseits durch
wie:
Wesenlich sind neben der statischen Zustandsbetrachtung
wie:
Die Modellierung dieser poroelastischen Vorgänge wird oft als z.B. THCM-Modellierung bezeichnet, mit T= Temperatur, H= Hydraulik, C=Chemie, M= Mechanik. Wobei sich die Buchstaben jeweils daraus ergeben, welche Teilprozesse berücksichtigt wurden.
In der hydrothermalen Geothermie werden die Aquifere grundsätzlich als poroelastisch beschrieben. Alle Vorgänge in den Aquiferen laufen unter den durch die Poroelastizität vorgegebenen Randbedingungen ab. Reservoirbeschreibung aber auch Reservoirmanagement sind letzlich Anwendungen der Poroelastizität.
Biot, Maurice A. (1941-02-01). "General Theory of Three‐Dimensional Consolidation". Journal of Applied Physics. 12 (2): 155–164. doi:10.1063/1.1712886. ISSN 0021-8979.
Cheng, Alexander H.-D. Poroelasticity - Springer. doi:10.1007/978-3-319-25202-5.
Wang, Herbert F. (2000). Theory of linear poroelasticity with applications to geomechanics and hydrogeology. Princeton University Press.
Cowin, Stephen C. "Bone poroelasticity". Journal of Biomechanics. 32 (3): 217–238. doi:10.1016/s0021-9290(98)00161-4.
Tissue Mechanics - Springer. doi:10.1007/978-0-387-49985-7.
Dormieux, Luc; Kondo, Djimédo; Ulm, Franz-Josef. Microporomechanics - Dormieux - Wiley Online Library. doi:10.1002/0470032006.
Fundamentals of poroelasticity. 1993 – via http://www.olemiss.edu/projects/sciencenet/poronet/fundporo.pdf.
Carcione, J. M., and Gurevich, B., : Differential form and numerical implementation of Biot\'s poroelasticity equations with squirt dissipation. In: Geophysics Nummer 76 (2011), S. N tt-64
Detournay, E. and Cheng, A. H.-D. : Comprehensive Rock Engineering: Principles, Practice and Projects, volume II: Analysis and Design Method, chapter 5: Fundamentals of Poroelasticity. Pergamon Press., 1993
Detournay, E., A.H.-D. Cheng: Fundamentals of poroelasticity, Chapter 5 in Comprehensive Rock Engineering: Principles, Practice and Projects, Vol. II, Analysis and Design Method, ed. C. Fairhurst. Pergamon Press, 1993
Ghassemi, A., Tao, Q.: Thermo-poroelastic effects on reservoir seismicity and permeability change. In: Geothermics Nummer () (September 2016), S. 210-224
Ghassemi, A., Zhou, X.: A three-dimensional thermo-poroelastic model for fracture response to injection/extraction in enhanced geothermal systems. In: Geothermics Nummer 40(1) (March 2011), S. 39-49
Koh J, Roshan H, Rahman SS. : A numerical study on the long term thermo-poroelastic effects of cold water injection into naturally fractured geothermal reservoirs. In: Computers and Geotechnics Nummer 38 (669-682), S. 2011
Milani, M., Leonardo Monachesi, Juan I. Sabbione, J. German Rubino and Klaus Holliger: A generalized effective anisotropic poroelastic model for periodically layered media accounting for both Biot’s global and interlayer flows. In: Geoph. Prosp. Nummer 64 (2016), S. 1135-1149
Müller, T., M. and Pratap N. Sahay: Generalized poroelasticity framework for micro-inhomogeneous rocks. In: Geoph. Prosp. Nummer 64 (2016), S. 1122-1135
Norris A.: On the correspondence between poroelasticity and thermoelasticity. In: Journal of Applied Physics Nummer 71 (1992), S. 1138-1141
Rawal, C., Ghassemi, A.: A reactive thermo-poroelastic analysis of water injection into an enhanced geothermal reservoir. In: Geothermics Nummer () (April 2014), S. 10-23
Safari, R., Ghassemi, A.: 3D thermo-poroelastic analysis of fracture network deformation and induced micro-seismicity in enhanced geothermal systems. In: Geothermics Nummer () (November 2015), S. 1-14
Segall, P., J.R. Grasso, and A. Mosso: Poroelastic stressing and induced seismicity near the Lacq gas field, southwestern France. In: J. Geophys. Res. Nummer 99 (1994), S. 15423–1543
Trautwein U,Huenges E. : Poroelastic behavior of physical properties in Rotliegend sandstones under uniaxial strain. In: Int J Rock Mech&Min Sci. Nummer 42 (2005), S. 924-932
Wang HF.: Theory of Linear Poroelasticity with Application to Geomechanics and Hydrogeology. Princeton University Press, 2000
Wang YL, Papamichos E.: Conductive Heat-Flow and Thermally-Induced Fluid-Flow around a Well Bore in a Poroelastic Medium. In: Water Resources Research Nummer 30 (1994), S. 3375-3384
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