طريقة الجسيمات غير الشبكية Lagrangian (SPH) لتشوهات الكبيرة وتدفقات الفشل للمواد الجيولوجية باستخدام نموذج السلوك المرن-اللدن للتربة

ملخص تم تقديم محاكاة التشوهات الكبيرة وما بعد الفشل للمواد الجيولوجية في إطار ديناميكا الجسيمات الملساء (SPH) في هذه الدراسة. تم تطبيق نموذج Drucker–Prager مع قواعد تدفق لدن مرتبطة وغير مرتبطة في كود SPH لوصف سلوك التربة المرنة-اللدنة. على عكس الأعمال السابقة في SPH للمواد الصلبة، حيث يتم غالبًا تقدير الضغط الهيدrostاتيكي من الكثافة بواسطة معادلة حالة، تقترح هذه الدراسة حساب الضغط الهيدrostاتيكي للتربة مباشرة من النماذج الدستورية. تظهر النتائج التي تم الحصول عليها في هذه الورقة أن الطريقة الأصلية لـ SPH، التي تم تطبيقها بنجاح على مجموعة واسعة من المشكلات، غير قادرة على حل تدفقات التربة المرنة-اللدنة بشكل مباشر بسبب ما يسمى بالعدم الاستقرار الشددي في SPH. قد تؤدي هذه عدم الاستقرار العددي إلى كسور غير واقعية وتجمع الجسيمات في محاكاة SPH. بالنسبة للتربة غير المتماسكة، فإن العدم الاستقرار ليس خطيرًا ويمكن إزالته تمامًا باستخدام معالجة الشقوق الشدودية من نموذج السلوك الدستوري للتربة وبالتالي إعطاء سلوك واقعي للتربة. ومع ذلك، فإن العدم الاستقرار الشددي الخطير الذي يوجد في تطبيق SPH للتربة المتماسكة يتطلب معالجة خاصة للتغلب على هذه المشكلة. في هذه الورقة، تم تطبيق طريقة الضغط الاصطناعي لإزالة عدم الاستقرار العددي لـ SPH في التربة المتماسكة. تم إجراء عدد من الاختبارات العددية للتحقق من قدرة SPH في التطبيق الحالي. ثم تمت مقارنة النتائج العددية مع الحلول التجريبية والطريقة العددية للعناصر المنتهية. تشير المطابقة الجيدة الناتجة من هذه المقارنات إلى أن SPH يمكن أن تتوسع لتشمل مشكلات الجيوتقنية العامة. حقوق الطبع والنشر © 2008 جون ويلي و أبناء، المحدودة.