کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
8052083 1519379 2018 47 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Hydraulic hysteresis effects on the coupled flow-deformation processes in unsaturated soils: Numerical formulation and slope stability analysis
ترجمه فارسی عنوان
اثر هیسترولیز هیدرولیکی بر فرآیند تغییر شکل جوی در خاک های غیر اشباع: فرمول بندی عددی و تحلیل پایداری شیب
کلمات کلیدی
خاک های غیر اشباع، تجزیه و تحلیل آبی مکانیکی همراه، هیسترز هیدرولیک، فرمول عددی، زمین لغزش،
ترجمه چکیده
هیسترزی منحنی احتباس آب تأثیر عمیقی بر رفتارهای آبی-مکانیکی مرتبط در خاکهای غیر اشباع دارد، اما با توجه به این ویژگی، با توجه به این ویژگی به دلیل مشکالت ادغام مدل های سازنده پیوسته، اجرای عددی با توجه به این ویژگی گزارش نشده است. در این مطالعه، یک فرمول عددی برای مدل سازی فرآیند جابجایی-جابجایی همراه با هیسترز هیدرولیکی پیشنهاد شده است. یک طرح نقشه برداری برگشتی برای تلفیق مدل منحنی احتباس آب با هیسترز هیدرولیکی و مدل الاستوپلاستی به طور همزمان در یک گام زمانی طراحی شده است و طبیعت وابسته به تغییر شکل پذیری منحنی نگهداری آب با اصلاح ماتریس های ضریب در مخلوط معادلات حاکم است. عملکرد و کارایی فرمول بندی عددی پیشنهادی با دو آزمایش آزمایشگاهی موجود و یک مثال محاسباتی، نشان دهنده عملکرد بهتر و همگرایی فرمول بندی پیشنهادی است. سپس روش پیشنهادی برای مدل سازی فرآیند تغییر شکل جریانی در یک شیب خاک تحت نفوذ باران اعمال می شود. نتایج شبیه سازی اثرات قابل توجه هیستریز هیدرولیز هیدرولیکی بر جریان دو فازی آب و هوا و جریان تغییر شکل الاستیک-پلاستیک نشان می دهد. تغییر شکل جامد و تکامل باند برشی به طور قابل ملاحظهای بیش از حد افزایش خواهد یافت و اگر نادیده گرفتن هیسترزیدگی هیدرولیکی هیدرولیز هیدرولیکی هیدرولیکی شود، پیش بینی می شود که شکست شیب نیز پیش بینی شود.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه سایر رشته های مهندسی مکانیک محاسباتی
پیش نمایش مقاله
اثر هیسترولیز هیدرولیکی بر فرآیند تغییر شکل جوی در خاک های غیر اشباع: فرمول بندی عددی و تحلیل پایداری شیب
چکیده انگلیسی
The hysteresis of water retention curve has a profound influence on the coupled hydro-mechanical behaviors in unsaturated soils, but numerical implementation with consideration of this property was rarely reported due to the difficulties in the integration of the coupled constitutive models. In this study, a numerical formulation is proposed for modeling the coupled flow-deformation processes with hydraulic hysteresis. A return mapping scheme is developed to integrate the water retention curve model with hydraulic hysteresis and the elasto-plastic model simultaneously within a time step, and the deformation-dependent nature of the water retention curve is considered rigorously by modifying the coefficient matrices in the discretized governing equations. The performance and efficiency of the proposed numerical formulation is validated by two existing laboratory tests and a computational example, demonstrating better performance and convergence of the proposed formulation. The proposed procedure is then applied for modeling the coupled flow-deformation processes in a soil slope under rain infiltration. The simulated results reveal the significant effects of hydraulic hysteresis on the coupled water-air two-phase flow and elasto-plastic deformation processes. The solid deformation and the evolution of the shear band would be remarkably overestimated, and the slope failure would be early predicted when neglecting hydraulic hysteresis.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Applied Mathematical Modelling - Volume 54, February 2018, Pages 221-245
نویسندگان
, , , ,